稀土矿物的综合利用和化学性能
稀土元素的特点
稀土元素的特点稀土元素是指周期表中的镧系元素和钇系元素,共计17种元素。
它们被称为稀土元素是因为它们在地壳中的含量非常稀少。
稀土元素具有许多独特的特点,下面将对其进行详细解释。
1. 化学性质多样性:稀土元素具有丰富的化学性质,可以形成多种化合物。
它们的原子结构中的电子分布不同,因此具有不同的价态和电子构型,使得它们在化学反应中表现出多样性。
2. 磁性:稀土元素中的某些元素如钕、铽等具有较强的磁性。
这些磁性稀土元素被广泛应用于制造永磁材料,用于制造电机、发电机、磁记录材料等。
3. 光学性质:稀土元素在可见光和紫外光区域有较强的吸收和发射能力,因此被广泛应用于荧光体、荧光粉、光纤通信等领域。
4. 半导体性质:稀土元素中的一些元素如铈、铽、钕等具有半导体性质。
它们可以用于制造光电器件、太阳能电池等。
5. 化学稳定性:稀土元素具有较好的化学稳定性,能够耐受高温和腐蚀。
因此,它们被广泛应用于高温合金、催化剂、陶瓷材料等领域。
6. 放射性:稀土元素中的一些元素如镧、铀等具有放射性。
这些放射性稀土元素在核能、核医学和射线治疗等领域有重要应用。
7. 稀土磁石效应:稀土元素中的某些元素如镧、铈等具有稀土磁石效应。
这种效应使得稀土磁石具有较高的磁能积和矫顽力,被广泛应用于电机、传感器、磁记录材料等领域。
8. 催化性能:稀土元素具有良好的催化性能,能够在化学反应中起到催化剂的作用。
它们被广泛应用于石油加工、环境保护、化学合成等领域。
9. 生物学功能:稀土元素在生物体内具有重要的生物学功能,如对植物生长的促进作用、对动物体内酶活性的调节作用等。
10. 稀有性:稀土元素在地壳中的含量非常稀少,因此被称为稀土元素。
它们的分布不均匀,主要分布在中国、澳大利亚、美国等地。
总结起来,稀土元素具有多样性的化学性质、磁性、光学性质、半导体性质、化学稳定性、放射性、稀土磁石效应、催化性能、生物学功能等特点。
这些特点使得稀土元素在许多领域具有重要的应用价值,如电子、光电、材料、能源、环境等领域。
稀土 用途
稀土用途稀土,指的是采用扩散或沉淀分离等方式从矿物中提取出的稀有的化学元素。
它们具有极为丰富的电子配置,对机械、电子、光学、化学、医疗及能源等领域有广泛应用,被誉为“未来经济战略资源”和“科技产业的命脉”。
下面是稀土的用途。
1. 钢铁工业钢铁工业是稀土的主要用途之一。
稀土在生产钢铁时被用作钢脱氧剂和合金添加剂,这使得钢具备了优异的机械性能、化学性能和耐腐蚀性。
如根据“国家千人计划”引进的日本钢铁公司技术,在中国生产优质特种钢时用到了稀土元素镧和钕。
2. 储能材料稀土中的镍氢电池、锂电池、太阳能电池等,是储能材料中重要的成分。
稀土元素在这些电池中被用作正极材料、隔膜、导电剂和助剂,使电池具备了稳定的性能、高效的转换率和极长的使用寿命。
稀土材料的应用可以很好地解决能源储存和环保问题,是未来发展趋势。
3. 光电工业稀土材料在光学、电子、蓝宝石、石墨烯等领域也有广泛的应用。
例如,稀土材料可以用于制备发光二极管(LED)、激光、太阳能电池等,这些应用体现了稀土元素在光电子行业中的重要性。
同时,在环保领域,可以利用稀土进行光化学反应去除重金属等有毒污染物。
4. 汽车工业稀土在汽车工业中的应用之一是,用作永磁材料制造电动机和发电机、电子控制器等部件。
例如,以稀土钕铁硼磁铁为主,可以制造出小型化、高效率、轻质化、高性价比的电机,使电动车的性能更强、价格更实惠。
5. 环境保护稀土在环保方面的应用非常广泛。
例如,稀土元素可以用于污染源到达地下水时的污染治理,使土壤和水资源得到有效处理。
同时,稀土还可以用于植物的生长和对环境的洁净化,提高环境质量和人们的生活品质。
稀土材料的应用简介
稀土矿的应用简介一、稀土矿的简介1、稀土的发现史从1794年发现元素钇,到1945年在铀的裂变物质中获得钷,前后经过151年的时间,人们才将元素周期表中第三副族的钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥17个性质相近的元素全部找到,把它们列为一个家族,取名稀土元素。
我国稀土品种全,17种元素除钷尚未发现天然矿物,其余16种稀土元素均已发现矿物、矿石。
2、资源储量分布我国稀土矿产主要集中在内蒙古白云鄂博铁-铌、稀土矿区,其稀土储量占全国稀土总储量的90%以上,是我国轻稀土主要生产基地。
即轻稀土主要分布在北方地区,重稀土则主要分布在南方地区,尤其是在南岭地区分布可观的离子吸附型中稀土、重稀土矿,易采、易提取,已成为我国重要的中、重稀土生产基地。
此外,在南方地区还有风化壳型和海滨沉积型砂矿,有的富含磷钇矿(重稀土矿物原料);在赣南一些脉钨矿床(如西华山、荡坪等)伴生磷钇矿、硅铍钇矿、钇萤石、氟碳钙钇矿、褐钇铌矿等重稀土矿物,在钨矿选冶过程中可综合回收,综合利用。
二、稀土的用途稀土(RE)常被冠以“工业味精”的美誉。
稀土元素因其具有独特的电子结构而表现出特殊的光、电、磁学等物理化学性质。
无论是稀土金属还是其化合物都有良好的应用价值。
1、传统领域中的稀土材料(1)稀土在农轻工中的应用稀土元素作为微量元素用于农业有2个优点:一是作为植物的生长、生理调节剂;二是稀土属低毒、非致癌物质,合理使用对人畜无害、环境无污染。
如添加稀土元素的硝酸盐化合物作为微量元素化肥施用于农作物可起到生物化学酶或辅助酶的生物功效,具有增产效果。
纺织业中:铈组元素(Eu以前的镧系元素)的氯化物或醋酸盐可提高纺织品的耐水性,并使织物具有防腐、防蛀、防酸等性能。
某些稀土化合物还可以作为皮革的着色剂或媒染剂,La、Ce、Nd的一些化合物可用作油漆的干燥剂,增强油漆的耐腐蚀性。
(2)稀土在冶炼工业中的应用稀土元素对O、S和某些非金属具有强亲和力,利用这一特点,将稀土用于炼钢中能净化钢液,能起到脱S和脱O的作用,其原理是加入钢中的稀土能结合钢中可能生成的MnS、Al2O3和硅铝酸夹杂物中的O和S形成化合物。
稀土元素的合成和应用
稀土元素的合成和应用稀土元素是指元素周期表的镧系元素,包括镧、铈、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钕、钷等17种元素。
这些元素具有丰富的物理和化学性质,在科技领域中有着广泛的应用,包括电子工业、磁性材料、催化剂、荧光粉、太阳能电池等领域,是现代工业化的重要原材料之一。
合成稀土元素的合成是一个比较复杂的过程,需要经过多个步骤。
首先,从矿物或者自然界中提取含有稀土的矿物,比如燃煤废渣、磷酸盐矿石等。
这些矿物含有很低的稀土含量,需要经过多次化学分离和提取才能得到纯度较高的稀土元素。
其次,将稀土元素进行精炼和合成。
这需要使用高温高压反应器,通过化学反应使稀土元素形成化合物,再通过物理手段进行分离和纯化。
这些稀土化合物可以进一步合成成稀土氧化物、稀土金属等物质,用于科技领域中的制造。
应用稀土元素在科技领域中有着广泛的应用。
下面将介绍其中的几个常见应用。
(一)磁性材料稀土元素常用于磁性材料的制造。
由于稀土元素的电子壳层结构能够产生高磁各向异性,所以在磁性材料中加入稀土元素可以增加磁性能。
特别是钕铁硼永磁材料,是将稀土元素添加到铁硼合金中,形成NdFeB磁体。
这种材料不仅具有高磁化强度和高磁能积,而且具有较高的抗腐蚀能力和热稳定性,被广泛应用于电子产品、电动机等领域。
(二)太阳能电池稀土元素也被应用于太阳能电池的制造。
太阳能电池是一种将光能转换为电能的电子器件。
其中,钆和铽的稀土元素在太阳能电池中被用作吸收光线的材料,能够增加太阳能电池的效率。
并且稀土元素还可以作为太阳能电池中的透明电极,提高光的传导率,增加发电效率。
(三)催化剂稀土元素作为催化剂,也被广泛应用于汽车尾气净化、炼油、化工等领域。
例如三元催化剂,是通过添加铈、镧等稀土元素,改善催化剂的氧化还原性能,提高催化性能。
另外,稀土元素还可用于制造三元催化转化的催化剂载体,提高催化剂的稳定性和耐腐蚀性。
(四)荧光粉稀土元素的荧光性质被广泛应用于化学荧光分析、白光LED、电视和显示屏幕等。
17种稀土元素特点及应用大全
稀土元素是化学元素周期表中的一组元素,它们的化学性质和物理性质十分相似,难以分离和提纯。
但是,由于它们特殊的磁性、光学和电学性质,稀土元素在现代科技中扮演着重要的角色。
本文将介绍17种稀土元素的特点及其在各个领域的应用。
1. 钕(Nd)- 钕是稀土元素中最常见的一种,它具有很强的磁性。
NdFeB磁体是目前最常用的永磁材料,广泛应用于电机、发电机、音响和磁选等各种领域。
2. 镨(Pr)- 镨是一种铁磁性稀土元素,它具有很好的氧化性能,常用于制作高温陶瓷、金属合金等材料。
3. 钆(Gd)- 钆是一种铁磁性金属,在核磁共振成像、核磁共振磁体和磁性材料方面有着重要应用。
4. 铽(Tb)- 铽是一种铁磁稀土元素,它的化合物可用于制造高温超导体、磁性材料、激光器材料等。
5. 镝(Dy)- 镝是一种铁磁稀土元素,其化合物可用于制备高温超导体、磁性材料、金属合金等。
6. 镝(Dy)- 镝是一种铁磁稀土元素,其化合物可用于制备高温超导体、磁性材料、金属合金等。
7. 镱(Tm)- 镱是一种稀土元素,其化合物可用于激光材料、半导体材料、核燃料等。
8. 镱(Yb)- 镱是一种铁磁稀土元素,其化合物可用于磁性材料、高温超导体、核燃料等。
9. 镧(La)- 镧是一种铁磁稀土元素,其主要化合物氧化镧可用于制备催化剂、磁性材料、光学玻璃等。
10. 铈(Ce)- 铈是一种铁磁稀土元素,其化合物可用于制备催化剂、磁性材料、汽车尾气净化催化剂等。
11. 镨(Pr)- 镨是一种铁磁稀土元素,其化合物可用于制备高温超导体、磁性材料、激光器材料等。
12. 钆(Gd)- 钆是一种铁磁稀土元素,其化合物可用于制备高温超导体、磁性材料、核磁共振成像材料等。
13. 铽(Tb)- 铽是一种铁磁稀土元素,其化合物可用于制备高温超导体、磁性材料、激光器材料等。
14. 镝(Dy)- 镝是一种铁磁稀土元素,其化合物可用于制备高温超导体、磁性材料、金属合金等。
稀土元素在材料中的应用和性能分析
稀土元素在材料中的应用和性能分析随着现代科学技术的不断发展,人们对于物质的认识和利用也越来越深入。
稀土是自然界存在的18种金属元素的总称,具有广泛的应用价值。
这些元素在材料科学中扮演着重要的角色,广泛地应用于建筑、能源、通讯、电子等领域。
本文将探讨稀土元素在材料中的应用和性能分析。
一、稀土元素的应用1.在建筑材料中的应用稀土元素在建筑材料中的应用主要体现在其对于水泥和混凝土等材料的改良上。
以水泥为例,添加稀土元素后可以使其硬度大幅提高,同时还能够降低其温度敏感性,增加其耐久性和抗裂性等特性。
此外,稀土元素还可以作为增强剂用于混凝土的制备中,可以起到增强混凝土的硬度、提高抗拉强度和耐久性等作用。
2.在能源材料中的应用稀土元素在能源材料中的应用主要体现在可再生能源方面。
以太阳能电池为例,稀土元素可以作为太阳能电池背面反射层的材料,可以有效地提高太阳电池的转换效率。
此外,稀土元素还可以作为永磁材料的基础元素,该材料具有高效率、低功耗的特点,可以在风力发电和电动汽车等领域得到广泛的应用。
3.在通讯和电子材料中的应用稀土元素在通讯和电子材料方面的应用主要体现在光电子材料方面。
以LED为例,稀土元素可以作为LED的发光材料,可以提高LED的显示效果和亮度等特性。
此外,稀土元素还可以作为玻璃纤维光缆的掺杂剂,可以有效地提高其传输速率和距离,并提高其光折射率和协同工作效应。
二、稀土元素的性能分析1.稀土元素的表面性质稀土元素具有丰富的表面化学性质,包括分子结构、表面电荷、表面型态等方面的特性。
这些特性可以影响其与其他材料的相互作用,从而影响材料的性能和应用。
2.稀土元素的物理性质稀土元素在物理性质方面也具有独特的特性,包括电学、热学、光学等方面的特性。
这些特性可以影响稀土元素所在材料的电、热、光等性能。
3.稀土元素的化学性质稀土元素在化学性质方面表现出较高的稳定性和活性,可以实现在不同的环境下的反应和变化。
这些特性可以影响稀土元素所在材料的化学稳定性、反应速率和结构稳定性等。
稀土材料的物理和化学特性
稀土材料的物理和化学特性引言稀土材料是一类重要的功能材料,具有独特的物理和化学特性。
本文将介绍稀土材料的物理和化学特性,并探讨其在各个领域的应用。
一、稀土元素的特性稀土材料是由稀土元素组成的,稀土元素是指周期表中镧系元素和钪、钇、镱这三个元素。
稀土元素具有一系列独特的特性,包括:1.电子结构:稀土元素的电子结构使其具有特殊的磁性和光学性质。
例如,镧系元素的4f电子能级离化势很高,容易发生f电子间的能级跃迁,从而表现出特殊的发光行为。
2.禁带宽度:稀土元素的禁带宽度较窄,使其在磁性和光学应用中具有独特的性能。
3.化学活性:稀土元素的化学活性较高,容易与其他元素形成化合物,包括氧化物、硫化物、氟化物等。
二、稀土材料的物理特性稀土材料具有多种物理特性,包括:1.磁性:稀土材料中的某些元素具有磁性,包括铕、钐、铽等。
这些材料在室温下表现出强磁性,并且具有反铁磁、铜磁和顺磁等不同类型的磁性行为。
2.光学性质:稀土材料的光学性质具有独特的特点。
例如,稀土材料可以发生电子能级跃迁,产生特殊的发光现象。
这些材料广泛应用于荧光材料、激光材料等领域。
3.电学性质:稀土材料在电学性质方面也具有一定特点。
例如,稀土材料中的钇铁石英、镱铁石英等可以表现出压电和光电效应。
三、稀土材料的化学特性稀土材料在化学特性方面也具有一定的特点,包括:1.氧化性:稀土材料中的氧化物具有较高的氧化性,可以与其他元素形成稀土化合物。
稀土氧化物用作催化剂、陶瓷材料等具有广泛的应用。
2.氟化性:稀土元素和氟元素有着特殊的化学亲和性,可以形成稀土氟化物。
这些化合物在光学、聚合物材料等领域具有重要应用。
3.反应性:由于稀土元素的特殊电子结构,稀土材料具有一定的反应活性。
例如,稀土元素可以与有机化合物发生反应,形成稀土有机化合物。
四、稀土材料的应用稀土材料在许多领域具有重要的应用价值,包括:1.磁性材料:稀土磁体是目前最强的永磁体材料,广泛应用于电机、声学装置、磁存储等领域。
稀土元素的特点
稀土元素的特点稀土元素是指周期表中镧系元素和钪、钇两个元素的总称。
稀土元素具有以下特点:1. 稀有性:稀土元素在地壳中的含量相对较低,因此被称为稀土元素。
它们的平均含量约为地壳总量的0.02%,比金、银等贵金属还要稀有。
2. 多样性:稀土元素共有17个,包括镧、铈、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇、钪、铪和锶。
它们具有不同的原子序数、原子量和化学性质,因此在自然界中呈现出多样性。
3. 化学活性:稀土元素的原子结构比较复杂,电子排布有一定的特殊性。
它们在化学反应中表现出较高的化学活性,能够与其他元素形成多种化合物。
这使得稀土元素具有广泛的应用前景。
4. 磁性:稀土元素中的钕、钐和铽具有较强的磁性,被广泛应用于磁性材料的制备中。
这些磁性稀土元素在电子技术、磁记录和磁医学等领域发挥着重要作用。
5. 光学性能:稀土元素中的铒、镓、镧、铽等元素具有较好的光学性能,能够发射出特定波长的光,因此在激光器、荧光粉和光纤通信等领域有广泛应用。
6. 放射性:稀土元素中的一些同位素具有放射性,如镧系元素中的镭和钋。
这些放射性稀土元素在核能、医学诊断和治疗等领域发挥着重要作用。
7. 高温稳定性:稀土元素具有较高的熔点和热稳定性,能够在高温环境下保持较好的性能。
这使得稀土元素在航空航天、核工程和高温材料等领域有重要应用。
8. 催化性能:稀土元素在化学反应中表现出良好的催化性能,能够加速反应速率和改善反应选择性。
因此,在石油加工、化学工业和环境保护等领域有广泛应用。
总的来说,稀土元素具有稀有性、多样性、化学活性、磁性、光学性能、放射性、高温稳定性和催化性能等特点。
这些特点使得稀土元素在各个领域具有广泛的应用价值。
稀土元素的化学性质与应用前景
稀土元素的化学性质与应用前景现代化工工业中,稀土元素的地位举足轻重,正是靠着它们独特的化学性质使得它们在众多的化工应用领域中大显身手。
稀土元素早期以铈和镧系稀土为代表,如今已经扩展到录系、钕系、钐系和铕系等元素,为数不多珍贵的稀有地球元素之一,拥有极好的性质,具有高温抗氧化、弱磁性、强吸收、转动耦合、催化性等多种物化特性。
稀土元素的基本性质稀土元素是周期表上号称稀有的化学元素,但实际上它们在大自然中含量丰富,广泛分布,可在各种矿物中发现。
由于它们广泛分散,抽出并提纯粹度比较困难,因此也有"稀"之名,但事实上,稀土元素本身并非稀少,而是难以提炼和分离。
稀土元素具有非常特殊的化学性质,主要表现在以下几个方面:1.具有良好的物理和化学稳定性,化学性质比金属元素更负低。
2.最外层电子结构稳定,故大多数稀土元素是存在氧化物和水合氧化物的形式,容易形成长链聚合物和大分子络合物。
3.因为其原子号较大,电子其定向较弱,因此稀土金属拥有优良的热和电导性能,但同时它们也具备较强的软磁性。
稀土元素的应用前景因为稀土元素本身的属性十分优异,其在化工领域中的广泛应用颇受科技界和业界关注。
目前稀土元素主要被应用在以下方面:1.新型材料领域稀土元素优异的物理化学性质,使得它们被广泛应用于新型材料领域。
通常稀土元素可以加入到节能灯、荧光粉、电子元器件等材料中,扮演着重要催化剂的角色,控制着这些材料的性能,增强其稳定性和耐用性。
在半导体材料制造过程中,一些稀土元素也能够起到晶体生长控制、界面制约和保护位能等作用,被广泛应用在3D打印、光伏电池等高新技术和新型材料的生产中。
2.铁磁合金领域稀土元素的另外一种重要应用是在铁磁合金领域中。
稀土元素可以通过调节铁磁合金中的磁畴结构,从而使得铁磁材料具有更好的磁性能和成像分辨率,可应用于数据存储技术、磁力传感器等领域。
3.新能源领域稀土元素在新能源领域中也发挥着重要作用。
稀土矿物的综合利用和化学性能
稀土矿物的综合利用和化学性能稀土元素,是指17种在自然界中存在的同系物质,具有鲜明的特性和广泛的应用领域。
稀土矿物作为稀土元素的重要载体,具有重要的综合利用价值。
本文将从稀土矿物的化学性能和综合利用两个方面来探讨它的相关性质和应用。
稀土矿物的化学性质稀土元素主要分布在燕山造山带、太行山、华南地块等地的大型稀土矿床中,不同的稀土矿物化学成分也各具特点。
总体来看,稀土矿物具有以下化学性质:1、难熔性:矿物成分中稀土元素的在原子晶格中的配位作用较强,与其他元素形成的碳酸盐、硫酸盐和氧化物等均具有高温难熔的性质。
2、催化性:稀土元素具有良好的催化性能,被广泛应用于汽车催化转化器、炼油、化工等领域中。
3、磁性:稀土元素中的铁磁体质地具有较高的饱和磁感应强度,被用于制造各种磁性材料。
4、化学反应活性:稀土元素的原子内部电子排布较复杂,从而表现出较强的化学反应活性,可以形成稀土化合物和配合物,应用广泛。
稀土矿物的综合利用稀土矿物在多个领域都有重要的应用价值,逐渐地成为工业和国家建设中不可缺少的一部分。
1、金属冶炼和制造业:稀土元素可以用于制备一系列重要的材料和金属,其中应用最广的有Nd-Fe-B、Sm-Co等稀土永磁材料,还有铁、钼、铜、镍等合金的制备。
2、新材料领域:稀土材料广泛应用于光电子、信息技术、新能源、环境保护、医疗器械等领域,为科学技术发展作出了重要的贡献。
3、环保领域:稀土元素在环保领域具有较强的应用价值,如作为催化剂、吸附剂和稳定剂,对大气污染、水处理和工业废水处理等方面均有良好的表现。
4、军工领域:稀土元素作为高科技地位的象征,其应用也在军工领域占据重要的地位,如用于卫星、导弹等高科技领域中。
总之,稀土矿物作为稀土元素的重要载体,具有不可替代的综合利用价值。
在未来的发展中,我们需要不断地探索、发掘其更加广泛的应用领域,不断地推动其在科技创新、环保和新材料研发等方面的发展,实现社会和谐、繁荣发展的目标。
稀土的用途和功能
稀土的用途和功能稀土的应用简介稀土元素被誉为"工业的维生素",具有无法取代的优异磁、光、电性能,对改善产品性能,增加产品品种,提高生产效率起到了巨大的作用。
由于稀土作用大,用量少,已成为改进产品结构、提高科技含量、促进行业技术进步的重要元素,被广泛应用到了冶金、军事、石油化工、玻璃陶瓷、农业和新材料等领域。
冶金工业稀土在冶金领域应用已有30多年的历史,目前已形成了较为成熟的技术与工艺,稀土在钢铁、有色金属中的应用,是一个量大面广的领域,有广阔的前景。
稀土金属或氟化物、硅化物加入钢中,能起到精炼、脱硫、中和低熔点有害杂质的作用,并可以改善钢的加工性能;稀土硅铁合金、稀土硅镁合金作为球化剂生产稀土球墨铸铁,由于这种球墨铸铁特别适用于生产有特殊要求的复杂球铁件,被广泛用于汽车、拖拉机、柴油机等机械制造业;稀土金属添加至镁、铝、铜、锌、镍等有色合金中,可以改善合金的物理化学性能,并提高合金室温及高温机械性能。
军事领域稀土在冶金领域应用已有30多年的历史,目前已形成了较为成熟的技术与工艺,稀土在钢铁、有色金属中的应用,是一个量大面广的领域,有广阔的前景。
稀土金属或氟化物、硅化物加入钢中,能起到精炼、脱硫、中和低熔点有害杂质的作用,并可以改善钢的加工性能;稀土硅铁合金、稀土硅镁合金作为球化剂生产稀土球墨铸铁,由于这种球墨铸铁特别适用于生产有特殊要求的复杂球铁件,被广泛用于汽车、拖拉机、柴油机等机械制造业;稀土金属添加至镁、铝、铜、锌、镍等有色合金中,可以改善合金的物理化学性能,并提高合金室温及高温机械性能。
石油化工稀土在石油化工领域可以用来制成分子筛催化剂,具有活性高、选择性好、抗重金属中毒能力强等优点,因而取代了硅酸铝催化剂用于石油催化裂化过程;在合成氨生产过程中,用少量的硝酸稀土作助催化剂,其处理气量比镍铝催化剂大1.5倍;在合成顺丁橡胶和异戊橡胶过程中,采用环烷酸稀土-三异丁基铝型催化剂,所获得的产品性能优良,具有设备挂胶少,运转稳定,后处理工序短等优点;复合稀土氧化物还可以用作内燃机尾气净化催化剂,环烷酸铈还可用作油漆催干剂等。
稀土及稀有稀散金属综合利用技术综述-矿产综合利用
我国稀有及稀散金属综合利用技术综述刘爽,鲁力,柳德华,康健,黄鹏(湖北省地质实验研究所,湖北武汉 430034)摘要:随着稀有金属、稀散金属需求量的稳定增长,其回收技术越来越受到重视。
本文作者在进行了大量的查询和学习后,对相关文献资料进行了整理,简单扼要地概述了所有稀有元素及稀散元素金属的综合利用研究现状,对目前工业上应用的主要工艺路线、技术特点及研究重点进行介绍。
关键词:稀有金属;稀散金属;选矿;提取;提纯doi:10.3969/j.issn.1000-6532.2013.0x.00x中图分类号:TD97 文献标识码:A 文章编号:100-6532(2013)1 稀有金属综合利用技术综述稀有金属在国民经济建设与发展中得到广泛应用,特别是在尖端科技、现代工业上是不可缺少的原料。
稀有金属包括锂、铷、铯、铍、锶、锆、铪、铌、钽。
工业上重要的锂矿物有锂辉石、锂云母、铁锂云母、磷锂辉石、透锂长石。
除工业矿物外,盐湖卤水及盐湖盆地地下卤水富含锂,是工业上用锂的一个重要来源。
锂矿石的性质不同,采用不同的分选工艺,主要有浮选法、手选法、热碎解、磁选法、重悬浮液选矿法、化学处理法、联合选矿法等。
盐湖卤水中锂盐的提取,通常首先需将原始卤水中锂进一步蒸发浓缩,然后再采用适当的分离技术,主要有太阳池升温沉锂法、沉淀法、煅烧法、吸附法和溶剂萃取法等,对浓缩卤水中的锂进行分离、提取,最终制备碳酸锂[1]。
铷无独立的工业矿物,主要赋存于锂云母等矿石和盐湖卤水中,铷铯性质相近,常共伴生一起,提取、提纯工艺基本一致,从最古老的分步结晶法开始,逐步开发出了沉淀法、离子交换法、溶剂萃取法等多种工艺[2]。
铍矿床主要分两大类型,花岗伟晶岩型和气成热液型,其中绿柱石主要采自花岗伟晶岩矿床,硅铍石主要采自气成热液矿床。
含铍矿物一般与萤石、云母、锂辉石、方解石、白云石等矿物密切共生,有时矿石中还含有黑钨矿、锡石、辉钼矿、黄铁矿等矿物,通常铍矿石的选矿流程比较复杂。
稀土元素的矿物资源及价值利用
稀土元素的矿物资源及价值利用稀土元素是一类具有多种特殊性质的化学元素,常用于生产高科技产品,如计算机、手机、电动汽车和风力发电机等,也在环保和能源领域占有重要地位。
然而,稀土元素并非在自然界中都很常见,因此其矿产资源也具有很高的价值。
稀土元素的矿物资源主要存在于氧化态和碳酸盐矿物中。
其中,最大的矿床位于中国,占全球储量的90%以上。
其次是美国、澳大利亚、俄罗斯、印度和加拿大等国家与地区。
这些矿物资源虽然储量较少,但往往具有很高的品位和含量。
稀土元素的应用领域广泛,为高科技产品的生产提供了重要的能源支持。
稀土元素主要用于生产磁铁材料、金属合金、电子材料、催化剂和药物等。
应用技术日益发展,使得稀土元素在更多领域发挥着作用。
例如,永磁材料可以制造高效的马达,其加速度和动力比传统的发动机更好;在太阳能电池和燃料电池中使用的电极材料、电解质和催化剂通常含有稀土元素,可以提高能源转换效率,降低生产成本和环境污染。
稀土元素的价值利用也受到了各国政府的关注。
全球各国政府纷纷加强对稀土元素的开发和利用,但是稀土元素产业链存在限制,例如生产技术瓶颈、生产成本高、环境污染和政策限制等问题,因此需要加强国际合作和政策协调,促进资源的共享和技术创新。
在稀土元素的矿物资源开发中,值得注意的是环境保护问题。
稀土元素矿物的开采和提炼过程往往会释放出大量的废水、废渣和有毒气体,对土壤和水源造成污染,增加环境和健康风险。
因此,必须采用科学合理的技术和管理手段,加强环境监测和安全保障,降低污染和废物产生,减少资源消耗和能量消耗。
同时,需要促进对矿业劳动力的教育和培训,确保和提高其生活和工作质量,推动有可持续性的社会和经济发展。
总体而言,稀土元素的矿物资源和价值利用具有很高的经济和战略价值。
其应用的广泛性和生产的复杂性,需要加强技术研发和管理制度的建立。
在此基础上,要加强国际合作和容纳不同利益的共赢思维,实现绿色、可持续的发展,给我们的生活和环境带来更好的保障和质量。
稀土资源的开发与利用
稀土资源的开发与利用稀土资源是指在自然界中分布弥散、含量极低的一类元素。
虽然它们的存在量很少,但它们的应用范围却非常广泛,应用领域涉及电子、石油、汽车、电池、钢铁、新能源等十多个行业。
稀土元素其实并不“稀”,只是它们分布广泛、含量较少,开采难度和成本较大,因此被称为稀土元素。
稀土资源的开发与利用,对于世界及各个国家的发展具有重要战略意义。
稀土元素在现代工业中有着广泛应用,如在新能源、电子产品、通信、航空、武器及其它先进科技领域,因此具有很高的战略价值和经济价值。
稀土元素的开采和利用,可分为三个阶段:开采、提炼和应用。
开采阶段是指在矿山中将矿石取出。
稀土元素的矿石多分布在富含稀土元素的黑色金属矿物和稀土矿物中,因此开采难度很大。
当前稀土开采的主要方式是露天开采和地下开采。
露天开采是指在地面上切割矿物下面形成台阶,逐层采集。
这种开采方式适用于稀土元素含量较低的矿山,开采效率较高,但在矿石质量要求较高时,无法满足生产要求。
地下开采是指通过垂直和水平井道将矿石取出。
地下开采可以有效控制矿石质量,避免地质环境对开采产生的影响,但开采难度较大,生产成本也比较高。
提炼阶段是指从矿石中提取稀土元素。
矿石中有不同种类的元素和杂质,如铀、钍等,需要采用不同的提炼技术对其进行纯化。
目前,主要的提炼工艺是萃取法和离子交换法。
萃取法是将矿石和萃取剂混合,并反复摇动,使稀土元素与萃取剂结合形成稀土萃取物,然后通过化学反应分离出稀土元素。
离子交换法是利用离子交换树脂,以离子交换的原理来分离稀土元素。
应用阶段是指将提取的稀土元素材料应用到相应的产业领域。
稀土材料在新能源、电子产品、航空、武器及其它先进科技领域有着广泛的应用。
特别是在新能源领域中,稀土材料可以提高锂电池、储氢材料、永磁材料等的性能,使其适应更加严格的环保要求,具有非常重要的战略意义。
稀土资源在世界范围内分布不均,中国是全球稀土资源储量最丰富的国家之一,占据了全球稀土总储量的90%以上。
稀土材料与应用
稀土材料与应用近年来,随着全球经济的快速发展和科技进步的推动,稀土材料在各个领域的应用越来越广泛。
稀土元素具有独特的化学性质和物理性能,因此稀土材料具有诸多突出的优点,如高磁导率、高熔点、高热稳定性等,在电子、磁性、光学、催化和材料科学等方面都发挥着重要作用。
本文将从稀土材料的特性、制备方法和应用领域等方面进行探讨。
稀土材料的特性稀土元素指的是采矿石中含量极低的一组元素,包括15个元素,分别为镧系元素和钪系元素。
稀土元素在原子核中拥有特殊的电子排布,使得它们表现出了独特的物理和化学性质。
稀土材料具有以下几个突出的特性:1. 磁性:稀土材料中的某些元素(如铕、钆、铽等)表现出了强磁性,广泛应用于制造磁性材料和磁性设备。
2. 光学性能:稀土元素具有丰富的能级结构和辐射特性,使得稀土材料在光学领域具有广泛的应用潜力,如激光材料、荧光材料等。
3. 高温稳定性:稀土材料的结晶性和热稳定性优异,使其在高温环境下仍能保持较好的物理和化学性能,广泛应用于高温合金、陶瓷材料等领域。
稀土材料的制备方法稀土材料的制备方法多种多样,根据具体应用需求和稀土元素的特性选择不同的制备方法。
这里将介绍几种常见的制备方法:1. 溶液燃烧法:将稀土盐溶解在适当的溶剂中,经过沉淀和燃烧反应后得到稀土材料。
这种方法简单、成本低,适用于大规模生产。
2. 水热法:将稀土盐和适当的配体在高温高压的水环境中反应,形成稀土材料。
这种方法制备的材料具有较高的纯度和颗粒度。
3. 溶胶-凝胶法:通过溶胶和凝胶的相互转化,控制材料的化学组成和微观结构,得到高纯度的稀土材料。
稀土材料的应用领域稀土材料在电子、磁性、光学、催化和材料科学等领域都有广泛的应用。
在电子领域,稀土材料被应用于制造核磁共振、发光二极管、激光器、薄膜电阻和微电子元件等。
其中,镧系元素常被用于制造显示器背光、太阳能电池和半导体材料。
在磁性领域,稀土材料被广泛用于制造磁性材料和磁记忆材料。
稀土材料的综合利用技术研究与开发
稀土材料的综合利用技术研究与开发稀土元素,是指在地壳中含量很少的17种金属元素,因其价值昂贵和稀缺而被广泛应用于高科技领域,如电子、新能源、磁性材料、化学催化剂等。
而稀土材料的综合利用技术,也成为了当前材料领域中的一个重要研究方向。
一、稀土元素的特性及应用稀土元素在组成方面、物理和化学性质上都具有多样性和特殊性,从而使得它们具有很强的催化能力、物理磁性、光学、电学性质等特殊的应用性能。
目前,稀土元素的应用主要分为以下几个方面:1. 电子领域:稀土元素可以制造出高精度的电子元件,如磁随机存储器和电解电容器等。
2. 新能源领域:稀土元素可以用于制造太阳能电池、燃料电池、氢化物存储合金等,它们的发展对于提高新能源领域的能量转换效率和节约能源资源都是非常重要的。
3. 磁性材料领域:稀土元素可以制备出各种高性能的磁性材料,如钕铁硼磁体、高温超导铁氧体、磁性气体等。
4. 化学催化剂领域:稀土元素在催化剂中起到了非常重要的作用,可以提高反应的速率和效率,进而推动化学工业向高效、环保、能源节约方向发展。
二、稀土材料的综合利用稀土元素的使用受到了很大的限制,主要原因在于它们的采集和提炼成本太高,同时也不被广泛回收和再利用。
尽管在稀土开发过程中,一些利用技术已经被创造出来,比如浸出萃取和分离纯化技术等,但是这些技术中仍然存在资金投入、能耗和废弃物排放等方面的困难和障碍。
为了使得稀土材料的综合利用更加有效地实现,人们不断地研究和开发出新的技术。
1. 高效利用:针对稀土矿石中矿物含量低、成分复杂的情况,一种新型的流程工艺是直接从稀土矿石中提炼出单质稀土,并再利用回收其它杂质元素,避免了传统繁琐的多次分离纯化过程。
2. 增加回收率:实现稀土元素与其他元素有效分离的技术已经非常成熟,但是同时也存在着零散稀土元素的回收难题,对此,科研人员提出了一种新型的钕分离技术和酸浸-碱沉淀还原掩蔽技术,能够有效地回收零散的稀土元素。
3. 提升稀土精矿处理的利润和效率:稀土的提取和加工耗时并且费用高,通过使用碳基还原等方法,可以降低稀土的成本,并且通过局部加热和流动方法,控制稀土矿物的化学反应,来提高稀土的利用效率。
稀土元素的重要性及应用领域
稀土元素的重要性及应用领域稀土元素,这一名称或许对许多人来说并不陌生,但要确切地说出它们到底是什么以及在我们的生活中扮演着怎样至关重要的角色,可能就不是那么容易回答的问题了。
稀土元素是一组特殊的金属元素,包括镧系元素(镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥)以及与镧系元素化学性质相似的钪和钇,一共 17 种元素。
它们之所以被称为“稀土”,并不是因为它们很稀少,而是因为它们在自然界中分布较为分散,且提取和分离的过程相对复杂。
稀土元素在现代科技和工业领域中具有不可替代的重要性。
首先,在高科技材料领域,稀土元素发挥着关键作用。
例如,钕铁硼永磁材料中就含有大量的钕元素,这种永磁材料具有极高的磁能积和矫顽力,被广泛应用于电机、风力发电、电动汽车等领域。
相比传统的磁体材料,钕铁硼永磁材料能够大大提高设备的效率和性能,使电机更加小型化、轻量化,同时降低能耗。
在电子信息领域,稀土元素也有着重要的应用。
铕、铽等稀土元素常用于制造彩色荧光粉,使得显示器和照明设备能够呈现出更加鲜艳、逼真的色彩。
此外,稀土元素还用于制造高性能的电容器、电阻器等电子元件,提高电子设备的稳定性和可靠性。
在军事领域,稀土元素更是具有战略意义。
稀土元素可以用于制造高性能的导弹、雷达、卫星等军事装备。
例如,稀土元素能够提高导弹的制导精度和射程,增强雷达的探测能力,提升卫星的通信质量和寿命。
在医疗领域,稀土元素也有其独特的用途。
某些稀土元素的化合物可以作为磁共振成像(MRI)的造影剂,帮助医生更清晰地观察人体内部的组织结构和病变情况。
在环保领域,稀土元素也能大展身手。
稀土催化剂可以用于汽车尾气净化,有效地减少有害气体的排放,降低环境污染。
稀土元素在新能源领域的应用也日益广泛。
随着全球对清洁能源的需求不断增长,稀土元素在太阳能电池、风力发电、新能源汽车等领域的重要性愈发凸显。
例如,在太阳能电池中,镧、铈等稀土元素可以提高电池的光电转换效率;在新能源汽车的电池中,稀土元素能够改善电池的性能和寿命。
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铁系。
稀 土 化 学热 处 理 在 我 国开 始 于 8 O年 代 初 , 至 今
①
收 稿 日期 : 2 0 1 2 —0 9 —0 1 作者简介 : 江永宏( 1 9 7 3 一) , 男, 副研究员 , 中国地质大学( 北京) 博士学位( 最 高 学历 ) , 中 国地 质 调 查 局 发 展 研 究 中 心情 报 室人 员 , 中国矿物岩石地球化学学会会员, 现 主 要 从 事 地 质 调查 、 矿 床成 因 矿 物 学 与生 命 成 因 矿 物学 研 究 。 项 目编 号 : 国家 自然科 学基 金 ( 4 O O 7 3 O 1 2 ) , 国家 重 点 基 础 研 究 发 展 规 划 ( G1 9 9 8 0 4 0 8 0 0 ) 和国土资 源大调查 ( 1 9 9 9 1 0 2 O 0 2 6 4 , 2 0 0 0 1 0 2 0 2 2 3 0 2 3
0 前 言
根 据稀 土元 素 间 物 理化 学 性质 和 地 球 化 学 性 质 的某 些 差异 和分 离 工艺 的要求 , 学 者们 往往 把稀 土类 元 素分 为轻 、 重 两组 , 两组 的分法 以钆 为界 , 钆 以前 的
镧、 镝、 铈、 镨、 钕、 钷、 钐、 铕 7个 元 素 为轻 稀 土元 素 ,
第2 7 卷 第 1期
2 0 1 3年 2月
MI NERAL RES OURCES AND GEOLOGY
黟 笋
V0 【 . 2 7 , No . 1
Fe b . 2 0 1 3
稀 土矿 物 的综 合 利 用 和化 学性 能 ①
江 永宏
( 1 . 中国 地 质 大 学 地 质 过程 与 矿产 资 源 国 家 重点 实 验室 , 北京 1 0 0 0 8 3 ; 2 .中 国 地 质 调 查 局 发 展 研究 中 心情 报 室 , 北京 1 0 0 0 3 7 )
在成 矿 流体 和 围岩 间出现 明显 的带入 和带 出 , 使得 围
亦称 为 铈 组 稀 土 元 素 ; 钆 及 钆 以后 的铽 、 镝、 钬、 铒、 铥、 镱、 镨、 钆 等 9个元 素 , 称 为重稀 土元 素 , 亦称 钇组
稀土 元 素 。现 已探 明稀 土 元 素 在 地 壳 中 的 总储 量 达
岩 中的稀 土元 素 高于 矿石 中稀 土元 素含量 [ 4 ] 。
0 . 0 1 5 3 , 超 过铜 和镍 的含 量 , 比锌 和锡 高 3倍 , 比铅 高9 倍, 比钴 、 铌 高 8倍 , 比金 高 3万 倍 , 可 供人 类 开 采 使用 5 0 0年 以上 [ 1 ] 。笔 者 有 幸参 加 了稀 土 矿 物 研 究 和 利 用 的 项 目, 项 目涉 及 镍 氢 电池 、 L E D、 储 氢 电 稀土 表 面工程 研 究 中极 少有 直 接 使 用 纯 稀土 金 属, 绝 大多 数使 用 稀 土化 合 物 , 最 常见 的 几种 化合 物
有: C e O2 、 L a 2 O3 、 L a F 3 、 C e F 3 、 C e S 2 、 Y 2 03及 稀 土 硅
1 概 况
池、 核 磁共 振 等多 个稀 土 新 材 料 应 用 领 域 , 这些项 目
既 有稀 土 深加工 应 用 产 业 化 项 目 , 也 有 稀 土合 作 、 产 业支 撑 类项 目[ 2 ] 。以邯钢 为 例 , 2 . 8万 名 职工 肩 上 分 担了 1 O万个 具 体 的成本 指标 。稀 土行 业也 可 以给每
摘
要: 文 章 介 绍 了稀 土矿 物 的化 学 性 能 和 综 合 利 用 情 况 , 稀 土 矿 区 的矿 石 和 围 岩 中稀 土元 素 总体 特 征
非常相似 , 说 明 围岩 和矿 石 中稀 土 元 素 特 征 是 基 本 一 致 的 。形 成 于 裂 陷 盆 地 初 期 的 硅 质 岩 , 比 古 华 南 残 留 洋 盆 和 扬 子 陆 块 边 缘 的 硅 质 岩 轻 稀 土 元 素 更加 富 集 ; 构 造 拉 张期 形 成 的 硅 质 岩 为 热 液 成 因硅 质 岩 , 其 稀 土 配 分模 式 显 示 出轻 稀 土 相 对 亏 损 、 E u正 异 常 特征 ; 构 造 稳 定期 形 成 的硅 质 岩 为 沉 积 成 因硅 质 岩 , 稀 土 配 分模 式 显 示 出轻 稀 土 相 对 富集 、 E u 弱 负 异 常征 。我 国 稀 土 矿 产 主 要 集 中在 华 北 区 的 内 蒙 古 白云 鄂 博 铁 一铌 、 稀土矿 区, 其 稀 土 储 量 占全 国稀 土 总储 量 的 9 0 %以上 , 是 我 国轻 稀 土 主 要 生产 基 地 。 在 钢 铁 冶炼 中添 加 稀 土或 碱 土 金 属 元 素 使 镁 基 体 中形 成 若 干 具 有 耐 热 性 能 的金 属 问化 合 物 , 抑 制 晶界 滑 移 和 位错 , 从 而 提 高 钢 材 的 耐 热性 能 。 固溶 于钢 铁 中 的 稀 土 可提 高钢 材 抗 高温 氧 化 性 , 抑制再 结晶、 细化 晶 粒、 抑 制表 面 活 性 元 素 在 晶界 的偏 析 , 提 高钢 材 综 合 机 械 性 能 。 关键词 : 稀 土矿 床 ; 化 学热处理; 钢材 ; 白云鄂博 ; 中国 中图分类号 : P 6 1 8 . 7 文献 标 识 码 : A 文章编 号 : 1 0 0 1 —5 6 6 3 ( 2 0 1 3 ) 0 1 ~0 0 0 1 -0 7
个 员工 定成 本指 标 , 从 原料 、 辅 助材 料 、 制造费用、 再
制品 到完工 产 品 , 每道工 序 中的每人 都 可以定 成本 指
标L 3 ] 。矿 区矿石 和 围岩 的稀 土 元 素 总 体 特 征 非 常 相 似, 说 明 围岩 和 矿石 稀土元 素 基本一 致 。 由于强烈 的 水/ 岩作 用 , 使得 围 岩也具 有 了某些 深部来 源特 征 , 也 说 明成 矿作用 可 能 存 在 多期 性 。矿化 蚀 变 带 过 程 中 水/ 岩相 互作 用产 生 稀 土 元 素 的活 化 迁 移 , 稀 土 元 素