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稀土元素生命周期

生活 更新时间:2025-01-04 08:32:10

“稀土”原指類似于土壤中不溶于水的氧化物,發現時限于當時的技術條件,提取出的物質很少而得名。事實上,稀土元素并不稀少,如铈在地殼中的豐度略低于銅、銥、镧的豐度都比鉛高;另外,稀土元素不光指氧化物,而是一類金屬。隻是這些金屬在自然界中分布很稀散,提取和分離又比較困難,所以“稀土”名稱一直沿用至今。

稀土元素,是元素周期表中镧系元素含镧在内的15種元素和ⅢB族中钇共16種元素(16種元素:钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钇、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥)。

稀土元素生命周期(元素周期故事稀土元素)1

镧系在化學周期表中位置

稀土在自然界中的礦源

(1)稀土共生構成獨立的稀土元素礦物,例如獨居石就是一種镧、钍、镧系元素的混合物磷酸鹽;氟碳铈镧礦是一種镧、镧系元素的氟碳酸鹽。

(2)以類質同晶的形式分散在方解石、磷灰石等礦物中。

(3)呈吸附狀态存在與粘土礦、雲母礦石等礦物中。

稀土元素組分

稀土元素從原子的電子層結構以及它們原子量的大小把稀土元素分成兩組:即铕以前的的镧系元素叫做輕稀土元素,把铕以後的镧系元素加上钇叫做重稀土元素。

稀土工業,最重要的是稀土的分離,因為含稀土元素的礦物中,除了稀土元素以外,還混有大量的非稀土元素。因此,稀土開發需要将稀土元素進行分離,首先是将稀土元素與非稀土元素分離,然後是從混合稀土中分離提取單一的稀土元素。稀土元素分離方法主要有:分級結晶法、分級沉澱法、離子交換法、反相色層法、溶劑萃取法;液膜萃取法、反相萃取色層法和氧化還原法等。

稀土元素生命周期(元素周期故事稀土元素)2

稀土元素在工業中的主要應用:

由于稀土元素具有許多優良的物理性和化學性質,從而在現代科學技術中不可缺少的特殊材料。在石油化工領域上,稀土分子篩型石油裂化劑活性強,選擇性高,穩定性好,可使原有出油率提高10%-20%。在冶金工業上,由于煉鋼中能淨化鋼液,取到脫氧和脫硫作用,減少有害元素對鋼材質量的影響。

對于稀土元素在工業上應用,最為榮耀的是稀土是發光材料,由于稀土元素的特殊原子結構導緻它具有優異的發光性能,用于制造發光材料、光電原材料和激光材料。特别是稀土元素X射線發光材料廣泛用于醫療和工業探傷領域上。

稀土金屬具有較高的磁矩和優良的磁學性能,它們與過度金屬的合金可作為磁性材料。可利用稀土的磁緻伸縮性制成聲呐;利用磁泡制成高村出單員的磁紀錄材料。還可用于雷達、電動機、精密儀器等。

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