稀土元素的回收再利用讲课稿
稀土元素的回收与资源化利用研究
![稀土元素的回收与资源化利用研究](https://img.taocdn.com/s3/m/2465961968eae009581b6bd97f1922791688be96.png)
稀土元素的回收与资源化利用研究稀土元素,这听起来是不是有点高大上?但其实它们就在我们的生活中扮演着重要角色。
先跟您唠唠啥是稀土元素。
稀土元素可不是土,而是一组特殊的金属元素,像镧、铈、镨、钕等等。
这些小家伙在高科技领域那可是香饽饽,比如手机、电脑、新能源汽车,哪儿都有它们的身影。
那为啥要研究稀土元素的回收和资源化利用呢?我给您说个事儿。
前阵子我去了一家电子垃圾处理厂,那场面,真是让我印象深刻。
堆积如山的废旧电子产品,其中就藏着不少稀土元素。
看着这些被淘汰的“宝贝”,我就在想,如果不把里面的稀土元素回收利用起来,多可惜呀!稀土元素的回收可不是一件容易的事儿。
这些元素在产品中分布得特别零散,就像捉迷藏一样,要把它们找出来可费劲了。
比如说在废旧的永磁电机里,稀土永磁材料就和其他部件紧紧结合在一起,要把稀土元素分离出来,得经过好多复杂的工序。
不过,科学家们可没被困难吓倒。
他们想出了各种各样的高招。
有的用化学方法,让稀土元素乖乖现身;有的利用物理手段,把它们一点点筛选出来。
回收来的稀土元素,经过处理就能再次派上用场啦,这就是资源化利用。
就好比是给这些“退役”的元素找到了新工作,让它们继续发光发热。
比如说,把回收的稀土元素用到新的电池制造中,能提高电池的性能和寿命。
在稀土元素的回收与资源化利用方面,咱们国家也一直在努力。
政府出台了一系列政策,鼓励企业和科研机构加大研发投入。
一些企业也积极响应,建立了专业的回收生产线。
但这事儿还面临着一些挑战。
比如说,回收技术还不够成熟,成本有点高。
而且,大家对稀土元素回收的意识也还不够强。
有时候,一些废旧产品就被随意丢弃了,里面的稀土元素也跟着被浪费掉。
所以呀,咱们得加强宣传,让大家都知道稀土元素回收的重要性。
学校里可以开设相关的课程,社区里可以搞搞科普活动。
就像我之前去的那个电子垃圾处理厂,如果能有更多的人去参观,了解其中的门道,相信大家对稀土元素的回收会更重视。
总之,稀土元素的回收与资源化利用是一项非常有意义的工作。
稀土材料的回收与再利用研究
![稀土材料的回收与再利用研究](https://img.taocdn.com/s3/m/73a7f7e3970590c69ec3d5bbfd0a79563c1ed4b9.png)
稀土材料的回收与再利用研究稀土,这听起来好像是一种很神秘、很高深的东西,但其实它在我们的生活中可有着不小的作用呢!就拿我前段时间的经历来说吧。
我去了一家电子厂参观,在那里我看到了大量废弃的电子产品,其中就包含着含有稀土元素的零部件。
那些废弃的东西堆在角落里,看着真是让人觉得可惜。
这让我深深意识到稀土材料回收与再利用的重要性。
稀土材料为啥这么重要呢?你想啊,咱们的手机、电脑、电动汽车,好多高科技的玩意儿都离不开它。
稀土能让这些设备性能更好,功能更强。
可是稀土可不是取之不尽用之不竭的呀。
先来说说稀土材料的回收。
这可不是个简单的事儿,得有专门的技术和设备。
比如说,从废旧的磁铁里回收稀土,那得先把磁铁拆解,然后通过一系列复杂的化学处理,才能把稀土元素分离出来。
这过程就像一场精细的手术,稍有不慎,就可能让宝贵的稀土流失掉。
再讲讲再利用。
回收回来的稀土不能直接用,还得经过加工和处理。
就好比做菜,回收来的稀土是原材料,得经过精心“烹饪”,添加各种“调料”,才能变成好用的“美食”,重新投入到生产中。
比如说,把回收的稀土用于制造新的高性能磁铁,或者用于改善电池的性能。
在回收和再利用的过程中,也会遇到不少困难。
有的企业觉得回收成本太高,不划算;有的技术还不够成熟,回收效率低。
但也有一些企业做得很不错,他们投入大量的资金和人力进行研发,取得了很好的成果。
咱们国家是稀土资源大国,但也得好好珍惜。
不能只想着开采新的,而忽略了回收和再利用。
这就像家里过日子,不能光靠挣新钱,还得学会省钱和理财。
未来啊,我希望能看到更多更先进的回收和再利用技术出现。
比如说,有一种神奇的机器,能够自动识别和分离含有稀土的材料,那可就太棒了!而且,大家的环保意识也得提高,不能随便乱扔那些含有稀土的东西,要知道,每一点稀土都很珍贵呢。
总之,稀土材料的回收与再利用是个很有意义的事儿,需要我们大家一起努力,让这些宝贵的资源能够得到充分的利用,为我们的生活创造更多的美好!就像我在电子厂看到的那堆废弃品,如果都能被合理回收利用,那该多好呀!。
稀土废料回收简介演示
![稀土废料回收简介演示](https://img.taocdn.com/s3/m/94afce66ae45b307e87101f69e3143323868f55e.png)
政府将进一步完善相关法律法规,规范稀土废料回收产业的发展, 保障产业的合法权益。
环保意识的提高
随着环保意识的不断提高,政府将更加重视稀土废料回收产业的发 展,以实现资源的循环利用和环境保护。
市场需求拉动产业发展
稀土资源的短缺
01
由于稀土资源的短缺,使得稀土废料回收产业的市场需求不断
增加。
通过研发新的分离和提纯 技术,提高稀土废料的回 收率和纯度。
引进先进的设备,如高效 离心机、高压萃取器等, 提高回收效率和产品质量 。
建立完善的技术标准,确 保不同企业采用统一的分 离和提纯技术,提高产品 的互换性和质量。
政策法规挑战及解决方案
政策法规挑战:稀土 废料回收行业受到政 策法规的严格限制, 包括环境保护、安全 生产等方面的规定。 这些政策法规对企业 的生产条件、环保设 施和安全生产等方面 提出了较高要求,给 企业带来较大压力。
企业可以通过提高产品质 量和服务水平,拓展市场 份额,提高市场竞争力。
企业可以采取多元化发展 的策略,涉足其他相关领 域,降低对单一市场的依 赖度。
05 稀土废料回收的未来展望
技术创新推动产业发展
新的提取技术
随着科学技术的不断进步,新的 提取技术将不断涌现,使得稀土 废料的提取更加高效、环保和经
稀土废料回收产业发展趋势
随着全球对环境保护的重视和稀土资源的日益稀缺,稀土废料回收产业发展前景广 阔。
技术创新和产业升级将成为稀土废料回收产业发展的主要趋势,包括提高回收效率 和降低成本等。
政府将继续加大对稀土废料回收产业的支持力度,通过政策引导、资金扶持等手段 推动产业发展。
04 稀土废料回收的挑战与对 策
解决方案:针对政策 法规挑战,可以采取 以下措施
稀土行业的资源节约与循环利用
![稀土行业的资源节约与循环利用](https://img.taocdn.com/s3/m/03c97c338f9951e79b89680203d8ce2f006665ae.png)
稀土行业的资源节约与循环利用稀土是一类重要的战略性矿产资源,在现代工业中扮演着不可或缺的角色。
然而,稀土资源的稀缺性和地域性使得其开采和利用面临着巨大的压力和挑战。
为了保护和合理利用稀土资源,稀土行业必须积极采取资源节约与循环利用的措施。
本文将探讨稀土行业的资源节约与循环利用的重要性,并介绍一些相关的实践和方法。
一、资源节约的重要性稀土元素的开采和加工需要大量的资源投入和能源消耗。
稀土矿石的提取和精炼过程中,常常伴随着大量的废水、废气和固体废弃物的产生,给环境带来了严重的污染。
此外,稀土矿石的储量有限,持续的开采对地球资源造成了不可逆转的损害。
因此,资源节约的重要性不言而喻。
资源节约的首要任务是合理规划和管理稀土开采的过程。
采用高效的采矿技术和先进的提取工艺可以提高资源利用效率,减少资源浪费。
同时,严格的环境管理和治理措施也是资源节约的重要方面。
通过合理规划和管理,稀土行业可以最大程度地减少资源的消耗和浪费,实现跨行业资源的共享和利用。
二、循环利用的实践与方法稀土行业必须充分发挥资源循环利用的潜力,通过回收再利用和废弃物综合利用等方式实现循环经济的目标。
以下是一些在稀土行业中常见的循环利用方法。
1. 将废弃物转化为资源稀土生产过程中产生的废弃物可以通过合理的处理和利用转化为有价值的资源。
例如,通过综合回收和处理废水、废气和固体废弃物,提取其中有用的稀土元素,实现废弃物的资源化利用。
2. 产品设计与循环经济稀土行业的企业应该注重产品设计的可持续性,通过延长产品寿命周期、提高产品可再生和可回收性,降低稀土资源的消耗。
同时,与相关产业合作,推动产品的循环利用和再生利用,实现资源的有效利用。
3. 回收再利用的技术创新稀土回收技术的创新是实现循环利用的重要手段。
通过发展高效的分离和提取技术,可以提高废弃稀土材料的回收率和再利用率,降低对原始稀土矿石的依赖性。
三、政策与合作的重要性稀土行业的资源节约和循环利用需要政府的支持和各方的合作。
稀土元素的回收再利用
![稀土元素的回收再利用](https://img.taocdn.com/s3/m/2f73e3d4a58da0116c17496f.png)
稀土元素的回收再利用稀土这个词是历史遗留下的名词。
而稀土元素最早是从18世纪末也开始陆续的发现,从1794年芬兰人加多林(J.Gadolin)分离出钇到1947年美国人马林斯基(J.A.Marinsky)等制得钷,历时150多年。
其中大部分稀土元素是欧洲的一些矿物学家、化学家、冶金学家等发现制取的。
钷是美国人马林斯基、格兰德宁(L.E.Glendenin)和科列尔(C.D.Coryell)用离子交换分离,在铀裂变产物的稀土元素中获得的。
过去认为自然界中不存在钷,直到1965年,芬兰一家磷酸盐工厂在处理磷灰石时发现了痕量的钷人们常把不溶于水的固体氧化物叫作土。
稀土一般是以氧化物状态分离出来的,因为其冶炼提纯难度较大,虽然在地球上储量巨大,故显得稀少,得名稀土。
稀土元素由于其原子电子层结构和物理化学性质不同,在矿物中共生情况和不同的离子半径可产生不同的特征,它包括镧(La)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素——钪(Sc)和钇(Y)共17种元素。
稀土元素的共性是:①它们的原子结构相似;②离子半径相近(REE3+离子半径1.06×10-10m~0.84×10-10m,Y3+为0.89×10-10m);③它们在自然界密切共生。
而稀土元素有多种分组方法,目前最常用的有两种:两分法:1)铈族稀土,La-Eu,亦称轻稀土(LREE),2)钇族稀土,Gd-Lu+Y+Sc,亦称重稀土(HREE),两分法分组以Gd划界的原因是:从Gd开始在4f亚层上新增加电子的自旋方向改变了。
而Y归入重稀土组主要是由于Y3+离子半径与重稀土相近,化学性质与重稀土相似,它们在自然界密切共生。
也有的根据稀土元素物理化学性质的相似性和差异性,除钪之外(有的将钪划归稀散元素),划分成三组,即轻稀土组为镧、铈、镨、钕、钷;中稀土组为钐、铕、钆、铽、镝;重稀土组为钬、铒、铥、镱、镥、钇。
稀土资源保护与可持续利用措施
![稀土资源保护与可持续利用措施](https://img.taocdn.com/s3/m/c974007dabea998fcc22bcd126fff705cd175c56.png)
稀土资源保护与可持续利用措施稀土,这一被誉为“工业维生素”的珍贵资源,在现代科技和工业领域中发挥着举足轻重的作用。
从高科技电子产品到先进的军事装备,从清洁能源技术到医疗设备,稀土元素的身影无处不在。
然而,由于其特殊的性质和广泛的用途,稀土资源的保护与可持续利用成为了全球关注的重要课题。
稀土并非是一种单一的元素,而是一组包括镧系元素和钪、钇共 17 种金属元素的统称。
这些元素具有独特的物理和化学性质,如磁性、发光性、催化性等,使得它们在众多领域中成为不可或缺的关键材料。
在过去的几十年里,随着全球经济的快速发展和科技的不断进步,对稀土的需求呈爆炸式增长。
然而,在追求经济发展和满足需求的过程中,我们也面临着一系列与稀土资源相关的问题。
首先,稀土资源的开采和加工过程往往对环境造成了巨大的破坏。
开采过程中,可能会导致土地破坏、水土流失、水源污染等问题。
同时,加工过程中产生的大量废弃物和污染物,如果处理不当,也会对周边生态环境和居民健康产生严重的影响。
其次,稀土资源的分布不均衡,导致了一些地区过度开采,而另一些地区的资源尚未得到充分开发和利用。
这种不均衡的开采和利用模式,不仅加剧了资源的短缺,也不利于全球稀土产业的健康发展。
再者,由于稀土资源的重要性和稀缺性,其价格波动较大,这给相关产业的稳定发展带来了一定的挑战。
为了实现稀土资源的保护和可持续利用,我们需要采取一系列切实可行的措施。
在政策法规方面,政府应制定严格的稀土开采和生产管理制度。
明确规定开采的条件、规模和环保要求,加强对稀土企业的监管,严厉打击非法开采和违规生产行为。
同时,建立稀土资源储备制度,根据市场需求和资源状况,合理调整储备规模,以保障国家在稀土资源供应方面的战略安全。
科技创新是推动稀土资源保护和可持续利用的关键力量。
加大对稀土开采和加工技术的研发投入,提高资源的开采效率和回收率,减少资源浪费。
研发更加环保、高效的分离和提纯技术,降低生产过程中的环境污染。
稀土材料的可再生利用与循环利用技术
![稀土材料的可再生利用与循环利用技术](https://img.taocdn.com/s3/m/38d8d828cbaedd3383c4bb4cf7ec4afe04a1b1f8.png)
稀土材料的可再生利用与循环利用技术导言稀土材料是一类具有特殊化学性质和物理性质的重要材料,在现代工业生产和科技创新中发挥着举足轻重的作用。
然而,由于其资源稀缺且开采难度大,稀土材料的可再生利用与循环利用技术成为了当前研究的热点之一。
本文将就稀土材料的可再生利用与循环利用技术进行深入探讨。
1. 稀土材料介绍稀土元素是指具有原子序数为57-71的元素及与它们在化学性质上相似的元素(钆、镓和锅),又称为稀土金属。
稀土金属由于其特殊的电子结构,具有优异的物理性质和化学性质,广泛应用于电子、通信、磁性材料、光学材料等领域。
2. 稀土材料的再生利用技术2.1 稀土元素的提取与分离技术稀土元素的再生利用首先需要进行稀土元素的提取与分离。
目前,常用的稀土元素提取技术包括萃取法、氧化还原法和离子交换法等。
这些技术可用于从废弃物、废液和废气中回收稀土元素。
2.2 稀土材料的再生利用稀土材料的再生利用包括从废旧产品中回收稀土元素以及对稀土材料进行再利用。
例如,废弃的磁性材料中含有稀土元素钆和钕,可以通过磁性分选技术将稀土元素分离出来,然后用于制备新的磁性材料。
此外,废旧的光学材料也可以通过回收稀土元素,在光学器件领域得到再利用。
2.3 稀土材料的循环利用稀土材料的循环利用主要包括废料的回收和再利用。
废料的回收可通过废物处理设备进行,废料经过处理后可以用于再生产稀土材料。
同时,研究人员也在探索将废弃稀土材料用于其他领域的应用,如将废弃的稀土材料用于废水处理和土壤修复等。
3. 稀土材料可再生利用的挑战与展望3.1 稀土材料回收的经济性稀土材料的回收与提取过程复杂,投入的成本较高,需要进行经济性分析,以确保再生利用的可行性。
改进提取和回收工艺、降低成本是当前研究的重点。
3.2 稀土材料的环境影响稀土材料的开采和提取过程会产生大量的废弃物和废水,对环境造成负面影响。
因此,寻找环境友好的稀土材料再生利用和提取技术是重要的研究方向。
稀土金属利用与回收技术研究
![稀土金属利用与回收技术研究](https://img.taocdn.com/s3/m/6c3328053868011ca300a6c30c2259010202f36b.png)
稀土金属利用与回收技术研究随着现代科技的飞速发展,人类对于稀土金属的需求也日益增加。
从电子设备到节能灯泡,从太阳能电池板到汽车发动机,稀土金属在各行各业都扮演着至关重要的角色。
稀土金属的开采和利用对于经济的发展有着不可替代的作用,但是也给地球带来了巨大的环境压力。
如何更加有效地利用和回收稀土金属,成为了当今科技研究中的重要议题。
一、稀土金属的开采与利用稀土金属是指元素周期表中的镧系元素和铪、钪、钇等元素,它们在自然界中分布较为广泛,但是分散程度较高,通常没有成矿的状况。
目前全球对于稀土金属的需求都主要依靠开采和精选来满足。
稀土金属的开采主要是通过采矿、选矿和冶炼等过程进行。
然而,稀土金属的开采对于矿区环境、地表水、土壤和空气等都会造成巨大的污染,这也给周边居民的健康带来了威胁。
稀土金属的利用则更加广泛和复杂,它们不仅被用于高科技领域,也广泛应用于冶金、涂料、汽车、医疗器械、玻璃等各个领域。
例如,钕铁硼磁铁、元素铈用于汽车催化转化器,镝铁硼用于风力发电机和汽车动力电池等。
稀土金属的应用在一定程度上推动了经济的发展和科技的进步,但是它们的开采和利用也给环境带来了巨大的压力,这也导致了稀土金属价格的不断上涨和供应商的更替。
二、稀土金属的回收和回用稀土金属的利用途径广泛,但是其回收和循环利用却相对较少。
稀土金属的回收可以从电子废弃物、冶炼废渣、废水、废墨等方面入手。
电子废弃物中含有大量的稀土金属,但是目前的回收率并不高。
环保压力主导下,许多国家开展了对电子废弃物搜集和回收的工作,但是其中仍有很大的机会可以加以挖掘和利用。
冶炼废渣也是稀土金属回收的重要来源和途径,其中包含大量的稀土金属和关联元素。
冶炼废渣的回收可以通过湿法浸出、硫酸法浸出、碳酸铵法等方式进行,但是其过程成本较高,需要大量的能源和资金投入。
废水、废墨等的回收和利用也是当前稀土金属回收的研究重点,可实现稀土金属的循环利用和环保效益的最大化,同时也能节约大量的能源和资源。
稀土金属的回收与资源循环利用研究
![稀土金属的回收与资源循环利用研究](https://img.taocdn.com/s3/m/00ac05f8f424ccbff121dd36a32d7375a517c643.png)
稀土金属的回收与资源循环利用研究稀土金属,这玩意儿可真是宝贝!但你知道吗,在我们尽情享用它们带来的便利时,也得好好琢磨琢磨怎么把它们回收再利用,实现资源的循环,让这些宝贝能一直为我们服务。
先来说说啥是稀土金属。
这可不是咱们平常在路边就能捡到的普通金属。
像镧、铈、镨、钕等等,都是稀土金属家族的成员。
它们就像是一群身怀绝技的“超级英雄”,在高科技领域大展身手。
比如说,手机里的零件制造、电动汽车的电池、风力发电的设备,到处都有它们的身影。
我给您讲讲我曾经的一次经历。
有一回,我去一家工厂参观,看到工人们正在处理一堆废弃的电子产品。
那些东西堆得像小山一样高,看着就让人发愁。
我就好奇地问一位师傅:“这么多废弃品,里面的稀土金属能回收不?”师傅一边擦着汗一边说:“能啊,但可不容易!”原来,要从这些复杂的设备里把稀土金属提取出来,需要一系列复杂的工艺和技术。
那稀土金属为啥要回收和循环利用呢?这道理其实很简单。
一方面,稀土金属在地球上的储量并不是取之不尽用之不竭的。
要是咱们一直只开采新的,不把旧的回收利用,早晚有一天会面临资源短缺的问题。
另一方面,开采新的稀土矿不仅成本高,还对环境有很大的影响。
开采过程中可能会破坏土地、污染水源。
所以,回收利用稀土金属,既能节省资源,又能保护环境,简直是一举两得。
可回收稀土金属可不是一件轻松的事儿。
首先,得把那些废弃的含有稀土金属的物品收集起来。
这就像是大海捞针,得从各种各样的垃圾里把它们挑出来。
然后,还得进行拆解、分离等一系列复杂的操作。
比如说,要把手机里的电路板拆下来,再把上面的稀土金属元素分离出来。
这可需要非常精细的技术和设备,稍有不慎,就可能造成浪费或者污染。
不过,现在科技越来越发达,咱们的回收技术也在不断进步。
有些新的方法就像魔法一样神奇。
比如说,有一种溶剂萃取法,就像是一个超级厉害的“分拣员”,能把不同的金属元素精准地分离开来。
还有一种离子交换法,就像是一个细心的“筛选工”,能把稀土金属从其他杂质里挑选出来。
稀土金属的回收与资源循环利用
![稀土金属的回收与资源循环利用](https://img.taocdn.com/s3/m/951e66472379168884868762caaedd3382c4b577.png)
稀土金属的回收与资源循环利用稀土金属,这玩意儿可真是宝贝呀!咱先来说说啥是稀土金属。
简单讲,就是一组特别珍贵、有着独特性能的金属元素。
它们就像是金属世界里的“超级英雄”,在好多高科技领域都大显身手。
我记得有一次,我去一个工厂参观。
那个工厂就是专门处理稀土金属的。
一进去,就看到各种巨大的机器轰轰作响,工人们都忙忙碌碌的。
在一个车间里,我看到一堆废旧的电子产品,像旧手机、旧电脑啥的,堆得跟小山似的。
当时我就好奇,这些东西和稀土金属有啥关系?原来呀,这些废旧电子产品里就藏着稀土金属呢!比如说手机里的某些芯片,电脑里的一些零部件,都含有微量的稀土元素。
工厂的工人和技术人员就通过一系列复杂的工艺和技术,把这些稀土金属从废旧物品里给“挖”出来,实现回收再利用。
那为啥要回收稀土金属呢?这可太重要啦!首先,稀土金属不是随随便便就能挖到的,它们的储量有限。
要是咱们一直不停地开采新的稀土矿,总有一天会用光的。
而且,开采稀土矿对环境的影响也不小,会破坏土地、污染水源。
所以,回收利用就显得特别关键,这既能保护咱们的环境,又能让有限的资源得到充分利用。
再说说回收的过程吧。
这可不是一件简单的事儿!得先把那些废旧物品收集起来,分类整理好。
然后,用各种化学方法、物理方法把稀土金属从里面分离出来。
这就像是在一堆沙子里找金子,得有耐心,还得有技术。
比如说,有一种方法叫溶剂萃取,就是利用不同物质在溶剂中的溶解度不同,把稀土金属给提取出来。
还有一种叫离子交换,听着是不是挺高大上?其实原理也不难理解,就是让稀土离子和其他离子在特殊的材料上进行交换,从而实现分离。
回收来的稀土金属经过处理和提纯,又能重新投入使用啦!它们可以再次被用在制造电子产品、新能源汽车、航空航天设备等等高科技产品里。
这就像是给这些“超级英雄”找到了新的战场,让它们继续发挥作用。
咱再想想,如果没有稀土金属的回收和资源循环利用,会怎么样呢?那好多高科技产品的成本可能会飙升,因为没有足够的稀土金属供应。
稀土元素的利用与保护
![稀土元素的利用与保护](https://img.taocdn.com/s3/m/f311ae41178884868762caaedd3383c4bb4cb410.png)
稀土元素的利用与保护现代工业中稀土元素(Rare Earth Elements, REEs)被广泛应用于电子产品、医疗仪器、航天装备等许多领域,然而它的应用也带来了对环境和人类健康的潜在威胁。
因此,对这些稀有资源的利用与保护显得特别重要。
I. 稀土元素原理及应用稀土元素是指一组独特的金属元素,它们在自然界中存在于矿物和岩石中,以极微量的形式存在于地壳中。
稀土元素具有独特的物理性质和化学性质,如高熔点、高磁矩、颜色鲜艳等,因此被广泛用于多种工业领域。
由于具有抗氧化、抗腐蚀、高温耐受等特性,稀土元素常用于电子产品的生产,如稀土永磁体、石墨烯量子点LED等。
此外,稀土元素还广泛应用于医药领域、环境工程、航天工程等,其用途十分广泛。
II. 稀土元素挑战与威胁虽然稀土元素在许多领域被广泛应用,但其开采和加工过程对环境和人体健康造成了一定的危害。
打破矿石并将其提取成为稀土元素的化学品通常会导致矿石中其他有害元素的释放,这些有害物质对环境和健康都会造成潜在威胁。
此外,大量的稀土元素开采和加工过程也会带来能源浪费和污染。
III. 稀土元素的保护措施为了保护稀土元素的资源和环境,我们需要采取一些措施来消除或减少这些风险。
首先,我们应该努力提高稀土元素开采的效率,以最大程度地减少资源的浪费和对环境的影响。
其次,在稀土元素的利用和加工过程中,我们需要采用更环保的技术和方法来降低对环境的污染。
最后,我们应该更加注重回收和再利用稀土元素,以减少我们对这些宝贵资源的依赖。
IV. 结论稀土元素在现代工业中扮演着重要的角色,虽然其利用和加工过程对环境和人体健康造成了一定的危害,但我们可以采取适当的措施来减少这些风险,保护稀土元素的资源和环境。
通过努力提高其开采和利用的效率、采用更环保的技术、回收再利用等举措,我们可以实现稀土元素的可持续利用和环保开发。
稀土元素的开采和利用
![稀土元素的开采和利用](https://img.taocdn.com/s3/m/c604815f49d7c1c708a1284ac850ad02de8007c8.png)
稀土元素的开采和利用稀土元素是指自然界中存在于极少量的、具有特殊化学和物理性质的17种元素。
由于这些元素在生产中拥有十分重要的应用价值,其开采和利用已成为产业界和科学界极为关注的话题。
然而,稀土元素的开采和利用不仅存在技术挑战,也涉及到环境和政策等多方面的问题。
一、稀土元素的应用与价值随着现代工业的发展,由稀土元素生产的磁性材料、催化剂、光学材料等甚至已经渗透到了我们日常生活的方方面面。
比如,镝元素能制作高强度的永磁材料,用于电动汽车和风力涡轮机等领域;铈元素被广泛应用于汽车尾气净化器,有助于降低尾气排放物的含量。
此外,稀土元素制成的颜料、药品和照片材料等也被广泛应用于人类文化、医疗和科学方面。
稀土元素的应用价值不仅在于它们的少量含量,更在于它们的独特性质。
由于每种稀土元素的原子量、结构、电子配对等特性各不相同,因此它们在化学、物理和光学方面具有独特的性质。
例如,镝元素在磁学中表现出较强的磁各向异性;铽元素在光学和磁学领域有着广泛的应用。
由于其价值得到了广泛认可,稀土元素的全球生产和消费量也在逐年上升。
根据美国地质调查局的数据,2018年全球稀土元素总产量为210,000吨,其中中国占据了70%的市场份额。
此外,其他稀土元素生产国家和地区包括澳大利亚、美国、卢旺达等,产量相比于中国较低。
二、稀土元素的开采和环境问题稀土元素的开采自然也吸引了众多开采商的关注。
然而,稀少的资源也造就了其开采的高成本,从而在一定程度上限制了其产量和发展。
此外,稀土元素的开采、提取和加工等过程不仅涉及到大量的能源和劳动力投入,还面临着环境保护问题。
稀土元素开采的过程中产生的化学废物和废水等可能造成环境污染。
稀土元素含量较低,因此需要大量的化学药品和水来提取。
这些废水和化学废物很难被处理和转化,不仅对地下水和土壤的污染产生长期的危害,还会影响航空、农业、渔业等相关生态环境。
此外,稀土元素开采所带来的生态环境问题也引起了人们的关注。
稀土金属的回收与循环利用
![稀土金属的回收与循环利用](https://img.taocdn.com/s3/m/6c0ef01dbf1e650e52ea551810a6f524ccbfcb3b.png)
稀土金属的回收与循环利用稀土金属,这玩意儿听起来是不是有点高大上?其实啊,它们就在咱们的日常生活中发挥着重要作用呢!先来说说啥是稀土金属。
稀土金属可不是土里长出来的稀罕金属,而是包括镧、铈、镨、钕等十七种元素的一个大家族。
它们就像是一群隐藏在幕后的高手,默默地为各种高科技产品贡献着力量。
比如说,手机里的磁铁、电动汽车的电池、节能灯里的荧光粉,都离不开稀土金属。
但是呢,稀土金属可不是取之不尽用之不竭的。
这就引出了咱们今天的主题——稀土金属的回收与循环利用。
我记得有一次,我去一个废旧电子产品回收站参观。
那场面,真的是让我印象深刻。
各种废旧的手机、电脑、平板堆得到处都是。
工作人员在那里忙碌地分拣着,试图从这些“电子垃圾”中找出有价值的东西,其中就包括稀土金属。
他们得先把这些设备小心地拆开,就像在拆解一个神秘的宝藏。
然后,通过一系列复杂的化学和物理方法,把里面微量的稀土金属提取出来。
这可真是个精细活,一点儿马虎都不行。
一个不小心,可能就会让珍贵的稀土金属流失掉。
为啥要这么费劲地回收稀土金属呢?这就好比咱们过日子,得精打细算。
稀土金属的开采可不简单,不仅成本高,还对环境有一定的影响。
而且,随着科技的发展,对稀土金属的需求是越来越大,如果只是一味地开采新的稀土矿,总有一天会面临资源枯竭的困境。
那回收来的稀土金属又能干啥呢?其实,经过处理和提纯后的回收稀土金属,品质和新开采的差不多,可以再次用于制造各种高科技产品。
这就像是给它们赋予了第二次生命,让它们继续在科技的舞台上发光发热。
比如说,回收的稀土金属可以用于制造更高效的永磁材料,让电动汽车跑得更远,让风力发电机转得更欢。
还可以用于制造新型的发光材料,让咱们的灯光更亮更节能。
不过,稀土金属的回收与循环利用也面临着一些挑战。
比如说,回收技术还不够成熟,成本比较高。
而且,很多人还没有意识到稀土金属回收的重要性,随意丢弃废旧电子产品。
要解决这些问题,可不是一朝一夕的事儿。
稀土元素在电池回收中的应用
![稀土元素在电池回收中的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/70f0c489b04e852458fb770bf78a6529647d35d1.png)
稀土元素在电池回收中的应用嘿,朋友们!今天咱们来聊聊一个听起来有点高大上,但其实和咱们生活息息相关的话题——稀土元素在电池回收中的应用。
咱们先来说说为啥电池回收这么重要。
就拿我自己的经历来说吧,有一次我带着孩子去公园玩儿,看到一个垃圾桶旁边扔了好几块废旧电池。
当时我心里就“咯噔”一下,这要是不好好处理,对环境的危害可大了去了。
咱们现在生活里到处都离不开电池,从手机、电脑到电动车,电池的使用那叫一个广泛。
可电池用完了,要是随便扔,里面的有害物质就会渗出来,污染土壤和水源。
那稀土元素在这当中能起啥作用呢?稀土元素就像是电池回收里的“超级英雄”。
比如说镧、铈这些稀土元素,它们能提高电池的性能和稳定性。
在回收电池的时候,把这些稀土元素提取出来再利用,既能降低成本,又能减少对新稀土资源的开采。
我记得有一回,我去参观一个电池回收工厂。
那里面的设备可先进了,工人们穿着整齐的工作服,认真地操作着各种仪器。
他们把废旧电池放进一个大机器里,经过一系列复杂的工序,就把里面有价值的稀土元素给分离出来了。
而且啊,随着技术的不断进步,回收稀土元素的效率也越来越高。
以前可能回收一块电池里的稀土元素要费好大的劲儿,现在可不一样了,新的技术就像是给回收工作开了“外挂”。
再说说经济方面的好处。
回收稀土元素能为企业节省不少钱呢。
因为买新的稀土矿贵啊,回收再利用就划算多了。
这就像是把旧衣服改一改,又能变成新的时尚单品,既省钱又环保。
从环保的角度来看,回收稀土元素也意义重大。
少开采新的稀土矿,就能少破坏一些生态环境。
想象一下,要是到处乱挖稀土矿,那绿水青山不就变得千疮百孔啦?不过,在稀土元素的电池回收中也不是一帆风顺的。
有时候技术还不够成熟,会有一些元素回收不彻底。
还有就是回收过程中也可能会产生一些新的污染物。
但别担心,科学家们和工程师们一直在努力改进。
总的来说,稀土元素在电池回收中的应用是一个充满希望的领域。
虽然现在还有一些挑战,但只要咱们不断努力,不断创新,未来一定能让电池回收变得更高效、更环保。
稀土材料的可再生资源利用研究
![稀土材料的可再生资源利用研究](https://img.taocdn.com/s3/m/343aeb2459fafab069dc5022aaea998fcc22403f.png)
稀土材料的可再生资源利用研究引言稀土材料是一类具有特殊物理和化学性质的重要材料,在冶金、电子、光电、磁性材料等领域具有广泛的应用。
然而,由于其产量有限且提取和加工过程中的环境影响较大,稀土材料面临着供应不稳定和可持续性的挑战。
因此,研究稀土材料的可再生资源利用具有重要的意义。
稀土材料的来源和特点稀土材料主要存在于稀土矿石中,这些矿石主要分布在中国、澳大利亚、美国和俄罗斯等国家。
稀土材料由于其电子结构的特殊性,具有独特的光电、磁性和化学性质。
稀土材料包括稀土金属、稀土氧化物和稀土合金等,这些材料在工业生产中具有重要的应用。
稀土材料的可再生资源利用方法为了解决稀土材料资源短缺和环境问题,研究人员探索了多种可再生资源利用方法。
以下是几种常见的方法:1. 稀土材料的回收和再利用稀土材料的回收和再利用是一种有效的可再生资源利用方法。
通过回收和再利用稀土材料,可以减少对天然矿石的依赖,并降低对环境的影响。
回收稀土材料的方法主要包括物理分离、化学溶解和电解等。
通过这些方法,可以将废弃的稀土材料重新提纯和加工,以获得高纯度的稀土材料。
2. 稀土材料的替代和降耗另一种可再生资源利用方法是替代和降耗稀土材料的使用。
在某些应用领域,可以采用其他材料替代稀土材料,以降低对稀土材料的需求量。
同时,通过优化工艺和设计,可以降低稀土材料的使用量,实现可持续发展。
3. 稀土材料的生物提取和生物合成生物技术是一种创新的稀土材料可再生资源利用方法。
通过使用微生物、植物和昆虫等生物体,可以将稀土元素从矿石中提取出来,并用于稀土材料的制备。
生物提取和生物合成方法具有环境友好性和高效性的特点,对于稀土材料的可再生资源利用具有潜在的应用前景。
稀土材料可再生资源利用的挑战和展望尽管研究人员已经取得了一些成果,但稀土材料的可再生资源利用仍然面临一些挑战。
首先,技术研发和工艺优化是关键因素。
目前,稀土材料的回收效率和再利用率还有待提高。
其次,政策和法规的支持也是关键。
稀土元素资源的可持续开发与利用
![稀土元素资源的可持续开发与利用](https://img.taocdn.com/s3/m/9b013125b6360b4c2e3f5727a5e9856a5712267e.png)
稀土元素资源的可持续开发与利用稀土元素是现代产业中的重要原材料,它们被广泛应用于电子、磁性材料、能源、环保、航空航天等领域中。
随着全球经济的不断发展和人们对高科技产品的追求,稀土元素的需求量也呈现出高速增长的趋势。
但是稀土元素的开采和利用对环境影响大、资源储量有限等问题也日益凸显。
因此,如何实现稀土元素资源的可持续开发与利用是当前亟待解决的问题。
稀土元素资源的特点稀土元素是指元素周期表中的La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu一列15种元素,它们具有制造高科技产品所必需的磁性、光电、催化、电子等特殊性质。
稀土元素的开采与利用是由于其储量少、分布广泛、伴生矿物复杂、提取难度大等因素造成的难度比较大。
中国是世界上稀土元素产量最大的国家,其储量占全球储量的40%以上,但是在过去的几十年中,中国长期以低价向世界输出稀土元素,导致国内的稀土元素资源被浪费和破坏的现象愈发突出。
如赣州稀土矿的开采导致了湖泊的大量干涸、土地沉降和地下水污染,白云山稀土矿产生的放射性废水和土壤对环境的破坏也是不容忽视的。
稀土元素的可持续开发与利用面对环境污染和稀土资源有限的问题,如何实现稀土元素的可持续开发与利用呢?1.加强稀土资源的勘探开发首先,应加强稀土矿床地质勘探,发现新的稀土矿产,不断扩大稀土元素资源的储量。
此外,还应强化对既有稀土矿的环境保护和资源开采利用的监管,避免过度开采造成的环境破坏和资源浪费。
2.优化稀土元素的提取技术其次,应加强研发稀土元素的提取技术,缩短稀土提取周期,降低提取成本。
在稀土提取过程中应注重节约资源、降低环境风险、提高回收率,并采用环保型稀土提取技术,从源头上减少对环境的影响。
3.制订稀土产业规划针对稀土元素资源的特点和国内外市场需求的变化,应制订科学合理的稀土产业规划,提高我国稀土元素的自主开发能力。
稀土产业的发展应该注重市场需求和技术进步,优化产品结构,适度扩大对外贸易,提升产品的附加值,实现稀土产业的进一步升级。
合理开发利用稀土资源
![合理开发利用稀土资源](https://img.taocdn.com/s3/m/3e77767e5e0e7cd184254b35eefdc8d376ee149e.png)
合理开发利用稀土资源一、稀土资源的珍贵性稀土资源,这个词听起来就特别神秘吧。
说实话,很多人可能都没怎么接触过,但其实它已经无声无息地改变了我们的生活。
手机里那些五花八门的功能,电视机里清晰的画面,甚至电动汽车的动力系统,全都离不开稀土元素的身影。
可见,这玩意儿看起来不起眼,实际上能让你从早到晚的生活都变得更有“科技感”——你不觉得吗?这不,一听说稀土资源这么重要,我们都得当心着点儿了,不然说不定有一天找不到了,咱们的科技产品还不就全都停摆了。
这就像是你拿到了一个宝藏,打开箱子的时候,还以为是个普通的东西,结果一看,居然是满满的金子!稀土资源就是这种感觉。
稀土元素虽然名字里有“稀”字,意思就是它数量不多,分布也比较有限,但它的作用可是无可替代的。
它就像是科技世界里的“隐形英雄”,没有它,很多高科技产品就得大打折扣。
你就想象一下,手机没有这些小小的稀土元素,那信号得多差,处理速度得多慢?想想都让人汗毛竖立,根本没法想象了。
所以,稀土资源这么珍贵,不仅得保护好,还得好好利用,不然可惜了这一片宝藏啊。
再说了,咱们国家可是世界上稀土资源储量最多的地方之一,拿得出手的“国宝”,还真得好好利用才行。
毕竟,咱们的竞争对手可不傻,随便抄个手就能影响我们的发展,这样的资源可不能掉以轻心。
二、如何合理开发稀土资源那既然稀土资源这么宝贵,咱们到底该怎么开发利用呢?别急,咱一步步来。
最重要的就是要科学合理地开发。
不能一味地猛挖猛取,毕竟稀土资源不像空气水那样是取之不尽的东西。
它有限,得谨慎使用。
就像家里有个特别好的电饭煲,你不会每天都炖个五六顿饭吧,得节省着点儿用,别让它“吃不消”了。
稀土资源的开采可不是随便挖挖就行,它的开采过程中,会对环境造成一定的污染。
这一点就得特别注意了。
你想想,如果大家都不顾及环保,随便乱挖乱丢,最后土壤被污染了,地下水被污染了,那我们还指望这些资源给我们带来什么好处呢?咱们可以利用更先进的技术来提高开采效率,同时减少对环境的伤害,做到“采而不伤,取而不竭”。
资源回收与再利用理念演讲稿
![资源回收与再利用理念演讲稿](https://img.taocdn.com/s3/m/27473d65ae45b307e87101f69e3143323968f522.png)
资源回收与再利用理念演讲稿尊敬的各位领导、亲爱的同学们:大家好!我今天非常荣幸能够站在这里,给大家分享一下资源回收与再利用的理念。
资源回收与再利用是一个全球性的问题,我们每个人都应该对此负起责任,积极参与其中,为保护我们的地球作出贡献。
资源回收与再利用是指对废弃物进行再处理和再利用,以减少对自然资源的需求和对环境的破坏。
这一理念是建立在可持续发展的基础之上的,以实现资源的减量化、循环化和可持续利用为目标。
首先,我想分享一下资源回收与再利用的重要性。
随着全球人口的不断增长和经济的快速发展,我们生产和消费的速度也在不断加快。
这导致了资源的过度消耗和垃圾的大量产生。
如果我们不采取积极的措施来回收和再利用这些资源,将会对环境造成巨大的压力。
其次,我想介绍一下资源回收与再利用的方法与途径。
资源回收与再利用可以分为物质回收和能源回收两个方面。
在物质回收方面,我们可以通过垃圾分类、废品回收等方式,将废纸、废塑料、废金属等物质进行再利用。
在能源回收方面,我们可以通过生物质能源、太阳能、风能等可再生能源的利用来减少对非可再生能源的依赖。
再次,我想强调一下资源回收与再利用的优势和好处。
首先,通过回收和再利用资源,我们可以节约大量的原材料和能源,减少资源消耗的压力。
其次,资源回收与再利用可以减少垃圾的产生,降低垃圾处理的成本。
此外,通过再利用资源,我们还能创造更多的就业机会,促进经济的发展。
最后,我想呼吁大家积极参与到资源回收与再利用的行动中来。
每个人都可以从小事做起,比如垃圾分类、节约用水等。
我们可以加强对资源回收的宣传和教育,让更多的人了解到资源回收的重要性。
政府和企业也应该加大对资源回收产业的支持和投入,制定相应的政策和措施来推动资源回收与再利用。
通过我们每个人的努力,相信资源回收与再利用的理念会在未来得到更好的实施和普及。
让我们携起手来,共同建设一个可持续发展的美丽地球!谢谢大家!。
稀土材料的再循环和资源化利用研究
![稀土材料的再循环和资源化利用研究](https://img.taocdn.com/s3/m/a70abc613069a45177232f60ddccda38376be1f1.png)
稀土材料的再循环和资源化利用研究引言稀土材料是一类具有特殊物理和化学性质的重要原材料,广泛应用于电子、磁性材料、冶金、催化剂等领域。
然而,稀土材料的资源性质和供应安全性成为全球关注的焦点。
近年来,随着对环境保护意识的提高和资源紧缺的压力,稀土材料的再循环和资源化利用研究备受关注。
本文将探讨稀土材料再循环和资源化利用的研究进展、挑战和前景。
再循环技术1. 物理再循环物理再循环是通过物理方法对废弃稀土材料进行分离和回收。
常见的物理再循环技术包括磁选、重选、浮选等。
磁选是利用稀土材料磁性的差异将其分离出来,重选则是通过稀土材料的密度差异实现分离,浮选则是利用稀土材料的浮力差异将其回收。
物理再循环技术具有操作简单、工艺成本低等优点,可以实现高效的稀土材料回收。
2. 化学再循环化学再循环是利用化学方法将废弃稀土材料中的稀土元素进行提取和回收。
常见的化学再循环技术主要有浸出、萃取、化学沉淀等。
浸出是将废弃稀土材料与溶剂接触,使稀土元素溶解出来,再通过颗粒分离将其回收。
萃取则是利用萃取剂将稀土元素从废弃材料中萃取出来,最后通过化学沉淀将其纯化。
化学再循环技术能够实现对稀土元素的高效分离和回收。
资源化利用研究稀土材料的资源化利用研究主要包括利用稀土元素的特殊性质开发新领域应用、利用稀土材料制备功能材料和利用稀土元素进行催化反应等。
1. 稀土元素在新领域应用稀土元素具有特殊的物理和化学性质,可以用于开发新领域的应用。
例如,稀土元素在电子领域可以用于制备高性能磁性材料、发光材料等;在冶金领域可以用于合金的改性和强化;在催化剂领域可以用于催化剂的合成。
2. 制备功能材料稀土材料具有优异的光学、磁学、电学和热学性能,可以用于制备各种功能材料。
例如,通过稀土材料的掺杂或改性可以制备出具有特殊性能的光电材料、催化剂、储能材料等。
3. 稀土催化技术稀土元素具有良好的催化活性和选择性,可以用于各种催化反应。
利用稀土元素催化技术可以实现废水处理、有机合成等领域的高效催化转化。
稀土资源的综合利用.pptx
![稀土资源的综合利用.pptx](https://img.taocdn.com/s3/m/f4b988a09fc3d5bbfd0a79563c1ec5da51e2d673.png)
工信部,“十二五”产业规划中,中国目前新 能源汽车发展的路线目前大家已普遍认同要先走 混合动力、再走纯电动、最后过渡到燃料电池。
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3、 稀土荧光灯
当今世界上流行使用的新型电光源大都与稀土 有关,其中使用最多的电光源是稀土三基色荧光 灯,都是以稀土元素钇、铕等作主要成份。稀土 三基色荧光粉是世界各国用来生产高效节能灯的 主要原材料。
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3.5 稀土元素在高新技术产业上的研究与应用
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3.6 未来稀土消费三大增长点
1、钕铁硼成为稀土消费的主要拉动 力量
烧结钕铁硼磁体是当今磁性能最强、性价比最优 的永磁材料,广泛应用于各种计算机、电动机、风 力发电机、电动汽车、仪器仪表、磁传动轴承、高 保真扬声器、核磁共振成像仪和航天航空导航器等 方面。在磁悬浮列车等新兴技术领域具有巨大的潜 在应用前景,特别是在电子信息方面的大量应用加 快了整个计算机行业的发展进程。可以说,没有钕 铁硼的应用,计算机类产品能够得到如此快速的发 展是绝不可能的。因此,从某种意义上来讲,钕铁 硼磁性材料的出现和大量应用大大加快了人类文明 的发展和科学的进步。而钕铁硼的发展也成为近几 年稀土消费的主要拉动力量。
3、稀土元素的研究与应 用 3.5 稀土元素在高新技术产业上的研究与应用
稀土发光材料 电视显示管、计算机的荧光屏及荧光灯上, 能使其具有高质量的图 象, 延长使用寿命, 提高效率, 改善显色性能。
稀土激光材料 稀土晶体激光材料主要是含氧和含氟的化合物:重复频率高的脉 冲激光器; 在工业上用于半导体产业; 在医疗上用于止血凝固。
3、稀土元素的研究与应 用
微合金化作用
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稀土元素的回收再利
用
稀土元素的回收再利用
稀土这个词是历史遗留下的名词。
而稀土元素最早是从18世纪末也开始陆续的发现,从1794年芬兰人加多林(J.Gadolin)分离出钇到1947年美国人马林斯基(J.A.Marinsky)等制得钷,历时150多年。
其中大部分稀土元素是欧洲的一些矿物学家、化学家、冶金学家等发现制取的。
钷是美国人马林斯基、格兰德宁(L.E.Glendenin)和科列尔(C.D.Coryell)用离子交换分离,在铀裂变产物的稀土元素中获得的。
过去认为自然界中不存在钷,直到1965年,芬兰一家磷酸盐工厂在处理磷灰石时发现了痕量的钷人们常把不溶于水的固体氧化物叫作土。
稀土一般是以氧化物状态分离出来的,因为其冶炼提纯难度较大,虽然在地球上储量巨大,故显得稀少,得名稀土。
稀土元素由于其原子电子层结构和物理化学性质不同,在矿物中共生情况和不同的离子半径可产生不同的特征,它包括镧(La)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素——钪(Sc)和钇(Y)共17种元素。
稀土元素的共性是:①它们的原子结构相似;②离子半径相近(REE3+离子半径 1.06×10-10m~0.84×10-10m,Y3+为0.89×10-10m);③它们在自然界密切共生。
而稀土元素有多种分组方法,目前最常用的有两种:两分法:1)铈族稀土,La-Eu,亦称轻稀土(LREE),2)钇族稀土,Gd-Lu+Y+Sc,亦称重稀土(HREE),两分法分组以Gd划界的原因是:从Gd开始在4f亚层上新增加电子的自旋方向改变了。
而Y归入重稀土组主要是由于Y3+离子半径与重稀土相近,化学性质与重稀土相似,它们在自然界密切共生。
也有的根据稀土元素物理化学性质的相似性和差异性,除钪之外(有的将钪划归稀散元素),划分成三组,即轻稀土组为镧、铈、镨、钕、钷;中稀土组为钐、铕、钆、铽、镝;重稀土组为钬、铒、铥、镱、镥、钇。
而三分法可分为轻稀土为La~Nd、中稀土为Sm~Ho、重稀土为Er~Lu+Y。
在自然界中主要矿物有独居石、铈硅石、铈铝石、黑稀金矿和磷酸钇矿。
因其天然丰度小,又以氧化物或含氧酸盐矿物共生形式存在,故得名。
已经发现的稀土矿物有250种以上,最重要的有独居石 [CePO4,Th3(PO4)4]、磷钇石(YPO4)、黑稀金矿[(Y,Ce,Ca) (Nb,Ta,Ti)2O6]、硅铍钇矿
(Y2FeBe2Si2O10)、褐帘石[(Ca,Ce)2(Al,Fe)3Si3O12]、铈硅石[(Ce,Y,Pr)2Si2O7·H2O]。
现已查明,稀土元素并不稀少,特别是中国的稀土资源十分丰富,有开采价值、储量占世界第一位。
大多数稀土元素呈现顺磁性。
钆在0℃时比铁具更强的铁磁性。
铽、镝、钬、铒等在低温下也呈现铁磁性,镧、铈的低熔点和钐、铕、镱的高蒸气压表
现出稀土金属的物理性质有极大差异。
钐、铕、钇的热中子吸收截面比广泛用于核反应堆控制材料的镉、硼还大。
稀土金属具有可塑性,以钐和镱为最好。
除镱外,钇组稀土较铈组稀土具有更高的硬度。
稀土元素已广泛应用于电子、石油化工、冶金、机械、能源、轻工、环境保护、农业等领域。
应用稀土可生产荧光材料、稀土金属氢化物电池材料、电光源材料、永磁材料、储氢材料、催化材料、精密陶瓷材料、激光材料、超导材料、磁致伸缩材料、磁致冷材料、磁光存储材料、光导纤维材料等。
常用的氯化物体系为KCl-RECl3他们在工农业生产和科研中有广泛的用途,在钢铁、铸铁和合金中加入少量稀土能大大改善性能。
用稀土制得的磁性材料其磁性极强,用途广泛。
在化学工业中广泛用作催化剂。
稀土氧化物是重要的发光材料、激光材料。
中国拥有丰富的稀土矿产资源,成矿条件优越,堪称得天独厚,探明的储量居世界之首,为发展中国稀土工业提供了坚实的基础。
近年来,由于对稀土资源的过度开采,不仅造成了资源的极大浪费,而且对环境造成了严重污染。
因此加大对稀土材料的回收利用,具有较大的社会、环保和经济效益。
目前,可回收的稀土废料分为磁性材料,发光材料及催化剂3类,现对各类稀土废料的回收技术与现状阐述如下:
1.废磁性材料的回收利用:稀土中成分以钕为主,目前钕最主要的工业用途是钕铁硼磁材料。
国内外对钕的需求量每年以20%~30%速度递增。
而多数NdFeB制造厂家在NdFeB生产过程中,都存在10%~30%边角料、残次品等废料。
这些废料除含铁外,还含许多稀土。
因此,合理回收稀土,不仅能节约资
源,同时还可以降低生产成本,提高经济效益。
张万琰等人采用硫酸分解、草酸沉淀、灼烧等方法完成从废料中回收稀土氧化物的过程。
实验步骤为:首先取钕铁硼废料加入硫酸溶液(体积比1∶1)溶解到无气体产生且pH值为1为止;然后向酸分解液中投入一定量的草酸,控制溶液pH值为2.0~2.5,此时Re3+以Re2(C2O4)3沉淀析出;最后将过滤得到的草酸稀土盐送入马弗炉中在850℃~900℃下焙烧,得到氧化稀土。
所获得的氧化稀土产品达到商业生产的质量要求。
此方法对提取废磁性材料中稀土金属有回收率高,工艺流程短,易于控制等优点。
沈晓东等人也用类似方法作了从钐钴和钕铁硼永磁废料中提取钴和钕的研究。
磁性材料是稀土金属应用最大地领域,这类稀土废料,易于收集,因而得到了较好地回收利用,回收技术比较成熟,该回收工艺对稀土金属得到了比较好地回收利用,但是三废的治理不理想。
2.废发光材料的回收利用:稀土荧光灯已广泛应用于我国的照明系统,每年都有大量的废旧稀土荧光灯被当作固体垃圾处置,这不仅污染环境,而且造成稀土资源浪费。
目前,废荧光灯(包括废旧稀土荧光灯)资源回收利用技术主要有两种,一种是拆分回收技术;另一种是破碎回收技术,破碎回收技术又分干法回收技术和湿法回收技术。
破碎回收技术的主要工艺过程是:先将废荧光灯整体破碎,然后通过分离设备将汞、荧光粉、金属和玻璃进行分离回收。
汞通过精制再利用,荧光粉、金属和玻璃送给有关行业再利用或处置。
该工艺破碎设备简单,但分离设备比较复杂,而且回收的荧光粉不能直接用作生产新稀土荧光灯的原料。
因此,研究人员开始研究主要包括湿法、火法和湿法相结合的萃取分离技术。
3.废稀土催化剂的回收利用:稀土催化剂种类繁多,目前形成回收产业化的只有石油裂化催化剂、汽车尾气净化催化剂等。
废石油裂化催化剂(FCC催化剂)中含有2%以上的富La或富Ce稀土。
目前我国对此类催化剂普遍采用萃取法回收稀土元素。
何捍卫等探索用P507(HEH/EHP)体系从废FCC催化剂中萃取分离回收轻稀土元素La和Ce的工艺流程。
吴声等研究为P507体系反萃取条件对平衡负载稀土量的影响,建立了引入平衡负载概念的反萃取工艺参数计算方法。
罗兴华等研究了P507和P204从硫酸介质中协同萃取Ce的机制。
在对废FCC的利用方面,学者开展了很多的研究。
LuYong等研究了应用废弃的FCC催化剂/添加剂对n-丁烯进行浓缩,从而可以得到更多有利用价值的丙烯、异丁烯、异丁烷及汽油。
自1971年Libby提出将含稀土的催化剂应用于汽车尾气净化以来,稀土氧化物在汽车尾气净化催化剂中得到广泛应用。
稀土汽车尾气净化催化剂主要采用稀土、碱土金属和一些贱金属制备,所用稀土主要是以氧化铈、氧化镨和氧化镧的混合物为主,其中氧化铈是关键成份。
有资料报道,世界汽车尾气净化催化剂市场的需求量以每年7%的速度在不断增长。
目前,国内回收利用废催化剂中稀土元素的常规方法一般为干法和湿法。
最近,我国废旧稀土资源综合利用技术还存在稀土资源回收分离过程复杂(包括焙烧、浸出分离、萃取分离)、二次污染、破碎分离设备较复杂及拆分困难以及成本高等问题。
因此,未来废旧稀土资源综合利用技术的研究需要积极开发引进新技术、新工艺,不断改进、完善现行工艺,最大限度地减少工艺过程中稀土元素的损耗,以便于资源化治理和综合回收利用。