镧系元素
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
8 第18章 f区元素
HBNU-Lvyh
(4)稀土农用 稀土在农、林、牧业方面的应用，我国处于世界领 先地位。大量研究证明通过应用稀土可使农作物根深 叶茂，种子发芽率提高，促进根系发育、叶绿素增加， 农作物产且提高，我国是一个农业大国，稀土农用有 很大的发展空间。 20世纪90年代初，结合我国化肥的发展，通过添加 稀土元素，开发生产了稀土－碳氨系列复混肥、稀 土—尿素系列复混肥、稀土有机肥、稀土微肥、稀土 饲料酵母等，以适应大田作物、苹果、畜牧、养殖、 树木的需要，使用后增产增收效果明显，拓宽了稀土 在农、林业上的应用。
14 第18章 f区元素
HBNU-Lvyh
(4)稀土催化剂材料 由于稀土尾气催化剂独特的优点，不仅使贵金 属（铂、钯）含量大幅度减少以节约稀少的贵金 属资源，又能显著降低催化剂的成本。因此稀土 元素一直是汽车尾气净化催化刘中不可缺少的织 成成分。在美国，汽车尾气冷化催化剂是稀土的 最大用户，1995年美国在汽车尾气净化催化剂中 的稀土用量达到11kt(REO计)，占当今美国稀土 总消费量的14％．还高于稀土用量第二的石油裂 化催化剂(占稀土总消费量的25％)。 有人估计，我国汽车尾气净化器的市场需求将 达到800一1000万套，产但将达上百亿元。发展 汽车尾气稀土催化别材料不仅能改善我国的大气 环境，同时也是稀土产业新的经济增长点。
11 第18章 f区元素
HBNU-Lvyh
(2)稀土发光和激光材料 目前，稀土荧光、发光材料已经进入千家万户， 在显示和照明等方面获得了广泛应用，成为社会 生活、人类文明不可缺少的重要组成部分。稀土 荧光、发光材料包括灯用稀土荧光材料、显示用 发光材料、稀土卤化物灯用发光材料、稀土激光 材料、稀土常余辉荧光粉等。 近年来的研究结果表明，稀土荧光材料具有优 良的性能，红色稀土荧光粉（Y2O2S:Eu)外，绿粉 [Y2O2S:Tb、 Gd2O2S:(TbDy)]和蓝粉也将由使用稀 土荧光粉取代锌、铅硫化物粉，以获得更高的完 度和清晰皮。今后的研先开发重点应是大屏幕高 清晰度球型荧光粉，国内将有500t/年的市场，是 稀土在高技术中应用的又一个新的经济增长点。
1.2 稀土的应用
稀土矿物有200多种，大约有50余种有 工业价值，作为主要工业原料的有独居石、 氟碳铈矿、磷钇矿、硅铍钇矿、易解石、 黑稀金矿等十几种矿物。 稀土是我国的优势矿物资源，具有储量 大、分布广、矿种全、类型多等特点，已 探明储量达3600万吨（亦说4300万吨）， 占世界总储量的43%，加上未探明的稀土 资源，储量估计达1亿吨，是世界上最大 的稀土资源国。
2 第18章 f区元素
HBNU-Lvyh
我国稀土资源的特点五大
1）储量大 内蒙古白云鄂博一带是世界储 量最大、开采量最大的特大型稀土矿。 2）分布广 北方氟碳铈矿，南方独居石、 磷钇矿和离子吸附型矿。 3）类型多 花岗岩矿床、离子吸附型矿床 和铌－稀土－铁矿床。 4）矿种多 轻/重稀土都有 5）综合利用价值高 稀土矿中含有铌、钽、 钛、钍、铀等稀有元素。
5 第18章 f区元素
HBNU-Lvyh
稀土在传统领域的应用 (1)冶金行业 稀土作为添加剂，可以净化钢液，改变钢中夹杂 物的形态和分布，细化晶粒，改善钢的组织，从而 改进合金的力学、物理和加工性能，提高合金的热 稳定性和耐腐蚀性。 稀土在铸铁中除有除气净化作用之外，还可使石 墨形态球化，细化晶粒，从而提高铸铁的硬度、耐 磨性以及铸造性能等。稀土处理的铸铁主要应用于 冶金行业的轧辊、钢锭模，以及汽车和拖拉机行业 的曲轴、汽缸体、变速箱、履带，机械行业的各种 齿轮、凸轮轴等。 添加0。15％一0．25％稀土的铝合金导线，其导 电率可提高1％－3％。在Al—Mg、Al—Li和Al-ZnMg等合金中添加少量抗可明显提高合金强度、韧性、 耐热性和焊接性能。
15 第18章 f区元素
HBNU-Lvyh
(5)稀土功能陶瓷材料 稀土功能陶瓷包括绝缘材料(电、热)、电容器介电材料、 铁电和压电材料、半导体材料、超导材料、电光陶瓷材料、 热电陶瓷材料、化学吸附材料、固体电解质材料等。在传 统购压电陶瓷材料市掺入微量稀全氧化物可以大大改善这 些材料的介电件和压电性，使它们更适应实际需要．现在 PZT压电陶瓷已广泛地用于电声、水声、超声器件、信号处 理、红外技术、引燃引爆、微型马达等方面，内压电陶瓷 制版的传感器已成功用于汽车气囊保护系统。 掺La或Nd的BaTiO4电容器介电材料可使介电常数保持稳 定，在较宽温度范闲内不受影响、并提高了使用寿命。稀 土掺杂敏半导材料可用作过电过热保护元件、温度补偿器、 温度传感器、延时元件、消磁元件等。 稀土氧化物超导体的发现，使超导材料的居里温度Tc 有了很大提高。稀土超导材料应用广泛，可用作超导电磁 体用于磁悬浮列车，还可用于发电机、发动机、动力传输、 微波等方面。
16
第18章 f区元素
HBNU-Lvyh
（6）稀土核材料 稀土金属由于具有不同的热中子俘获截面 和许多其它特殊性能，使其在核工业中得到了 广泛应用。如金属钇熔点高密度小不和液体铀 和鐶起反应，吸氢能力大是很好的反应堆热强 性结构材料，可用作输运核燃料铀的管道和设 备。 而钆、铕、钐热中子俘获截面很大，是优 良的核反应控制材料，这些稀土金属及其化合 物（氧化物、硼化物、氮化物、碳化物等）可 用作反应堆得控制棒、可燃毒物的抑制剂以及 防护层的中子吸收剂。铕具有最佳的核性能， 中子俘获截面大，寿命长的吸收体，尤其适合 用作紧凑型反应堆的控制棒用于核潜艇中。
9 第18章 f区元剂广泛用于油漆行业．代替钴及其他传统的有 色金属催干剂，具有无铅、低毒等优点、市场潜力很大。 PVC加工用稀土稳定别是近些年来新开发的一种稀土应用 产品，该产品以30％的氧化镧为主要原料． 稀土无机颜料和涂料也有非常广泛的市场。国外已开发 出稀土硫化物多种颜色的无机颜料，这类无机颜料不易退 色，无毒，无环保问题。己在塑料、油墨、油漆和涂料中 得到应用。 稀土在印染工业上作为助染剂，广泛用在棉、麻、毛纺 和化纤产品的染色上。使用稀土助染剂，可节约8％—15 ％的染料，并可提高一级品率；产品具有色泽鲜艳、手感 柔软和抗静电性等优点。 稀土在皮革鞣制中，应用效果良好。其成革具有粒向细 微、平整、毛孔清晰、柔软丰满、弹性好、部位差小、松 面率低、颜色均—、成品率高等特色，
12
第18章 f区元素
HBNU-Lvyh
目前，钇铝石榴石激光材料广泛应用，效 率更高掺钕和铬钆镓石榴石、掺钕钒酸钇绿 光激光器，稀土激光玻璃材料是用钕、铒、 铥三价离子为激活剂。 当今，90％的激光材料都与稀土有关．稀 土激光材料是激光技术的基础。在通讯、医 疗、信息贮存、切割、焊接以及核聚变等领 域有广泛用途、稀土光纤激光材料在降低光 通讯的损耗、降低光纤铺设成本方面起着重 要作用，我国近几年光缆铺设以20%左右的 年增长率增加 掺饵光纤放大器的开发应用 使现化光纤通讯取得了长足的进步。
6 第18章 f区元素
HBNU-Lvyh
(2)玻璃陶瓷 稀土在玻璃陶瓷方面的应用主要有稀土抛光粉、稀土玻 璃脱色澄清剂，稀土光学玻璃，陶瓷颜料、稀土工程陶瓷 等。 稀土可使玻璃着色，如铈钛氧化物能使玻璃变黄，添加 氧化钕的玻璃呈鲜红色，高品位的氧化镨可使玻璃变成绿 色，在玻璃中添加少量稀土可制作各种特种玻璃。如含氧 化镧的低硅或无硅玻璃，有很高的折射率、低色散和良好 的化学稳定性，可用于制造高质量的照相机镜头和潜望镜 头。 以氧化钇、氧化镝为主再配以其他稀土而制得的高温透 明陶瓷及红色、绿黄色玻璃，它们对于远红外光透光率达 80％，可用于制作激光窗、高温透镜、自动制导火箭的红 外窗。 添加二氧化铈的白色釉，遮盖力强，坯体可用低质陶 土，且釉面光亮、荧润、白度高。在硅酸锆基的釉料中， 加入3％一5％的镨黄，具有鲜艳的柠檬黄色，纯洁度和亮 度都好，而且耐蚀、耐热性优良，着色瓷体的成品率亦高。
10 第18章 f区元素
HBNU-Lvyh
稀土在高新技术产业的应用 (1)稀土磁性材料 稀土磁性材料包括稀土永磁材料、磁致冷材料、磁光 存贮材料与稀土巨磁阻材料等，其中稀土永磁材料是稀土 磁性材料中研究开发和产业化的重点。 随着计算机、通讯等产业的发展，稀土永磁特别是 NdFeB永磁产业得到了飞速的发展。目前国际上稀土永磁 材料主要应用于计算机磁盘驱动器的育圈电机(VCM)、新 型电机、核磁共振成像(MRI)及各种音响器材。其中VCM为 最主要的用途，占用量的一半以上，附加值高。 随着科技的发展，磁性材料应用领域在不断扩大，传 统的永磁材料性能在不断提高。同时，人们重视研究磁和 电、光、热、机械力等的相互作用，研究开发新磁性功能。 新一代稀土永磁材料研究、稀土金属间化台物多重相结构 与复合磁性的研究、高记录密度、易擦洗和重读磁光材料 的研究开发、稀土巨磁阻、稀土磁制冷、稀土磁致伸缩材 料及应用开发将会越来越得到人们的关注。
3 第18章 f区元素
HBNU-Lvyh
1.2.1稀土应用现状和展望 稀土最早的应用是1886年人们用硝酸钍加入少 量的稀土制作的白炽灯罩； 1902～1920年打火石、电弧灯的炭精棒及玻璃着色； 1960年代稀土催化裂化分子筛、稀土红色荧光粉、 稀土钴永磁体、钇铁石榴石(YIG)雷达、钇铝石榴 石（YAG)激光器 1971～1972年 稀土用与钢铁高强度低合金钢 1986年 Ba-La-Cu-O超导现象35K,1978年中科院液氮 温区钡钇铜氧化物超导体 进入20世纪90年代以来，稀土在新材料领域的应 用得到了迅猛发展，推动了经济和科技的发展。
1 第18章 f区元素
HBNU-Lvyh
目前,我国已基形成了相对完整的稀土工业体系， 到2001年底我国共有稀土冶炼厂约110家，生产 能力达到15万多吨REO（稀土金属氧化物）。在 产品生产上，目前能生产17种稀土元素中的所有 金属和氧化物，品种多达500多个，规格1000多 个，纯度由工业级到6N。自“九五”以来，我国 稀土生产约以10％的速度递增，2001年稀土产 量达到71000多吨，约占世界稀土产品需求量的 90％。国内市场消费达到20kt以上，约为总商品 量的30％。目前我国稀土产品的出口量已占世界 市场的70％－80％。但由于中国稀土工业生产能 力和产量过剩，初级产品多，应用产品和高附加 值产品少，无序低价竞销，因而影响稀土产业的 总体经济效益，甚至制约稀土产业的进一步发展。
7 第18章 f区元素
HBNU-Lvyh
(3)石油化工 在这个领域中稀土的消费形式是含稀土的 分子筛催化剂，用于炼油业作石油裂解的催 化裂化剂。 稀土原子由于具有可变的配位数，它们的 催化活性优于不含稀土的分子筛催化剂，可 以提高汽油等轻质油助产率5％，提高裂解 装置能力20％一30％。 目前世界上90％的炼油裂化装置使用含稀 土的催化裂化刑。稀土催化剂已成功地用于 合成性能与天然橡胶相似的异戊橡胶。
13 第18章 f区元素
HBNU-Lvyh
(3)稀土贮氢材料 镍氢电池目前已广泛应用于移动通汛、笔记本 电脑、摄像机、电动工具等各种便携式电器中。 我国手机持用量已居世界首位，需充电电池约 2.5亿只左右。镍氢电池的核心部分是负极贮氢 合金电极材料。 随着电动汽车及其他清洁能源运输工具的开 发，车用镍氢动力电他的大量需求将进一步促进 稀土贮氢材料的开发和应用。 稀土贮氢合金还可用于氢的提纯、分离和回 收之后，另一项重要地应用是用作热泵。 LaNi5、MMNi5
4 第18章 f区元素
HBNU-Lvyh
1.2.1稀土应用可分传统产业和高新技术产业 两大领域 在传统产业应用方面主要指应用于冶金、 玻璃陶瓷、石油化工、轻工印染以及农林等 行业，其稀土消费量占稀土总消费量的90％。 在高新技术产业应用力方面主要指稀土 磁性材料、贮氢材料、荧光、发光和激光材 料、汽车尾气净化用催化材料、稀土功能陶 瓷材料等。这些材料的稀土消费量虽然只占 总稀土消贫量的10％左右，但对推动高新技 术产业发展以及稀土产业本身的发展有重大 意义。
HBNU-Lvyh
(4)稀土农用 稀土在农、林、牧业方面的应用，我国处于世界领 先地位。大量研究证明通过应用稀土可使农作物根深 叶茂，种子发芽率提高，促进根系发育、叶绿素增加， 农作物产且提高，我国是一个农业大国，稀土农用有 很大的发展空间。 20世纪90年代初，结合我国化肥的发展，通过添加 稀土元素，开发生产了稀土－碳氨系列复混肥、稀 土—尿素系列复混肥、稀土有机肥、稀土微肥、稀土 饲料酵母等，以适应大田作物、苹果、畜牧、养殖、 树木的需要，使用后增产增收效果明显，拓宽了稀土 在农、林业上的应用。
14 第18章 f区元素
HBNU-Lvyh
(4)稀土催化剂材料 由于稀土尾气催化剂独特的优点，不仅使贵金 属（铂、钯）含量大幅度减少以节约稀少的贵金 属资源，又能显著降低催化剂的成本。因此稀土 元素一直是汽车尾气净化催化刘中不可缺少的织 成成分。在美国，汽车尾气冷化催化剂是稀土的 最大用户，1995年美国在汽车尾气净化催化剂中 的稀土用量达到11kt(REO计)，占当今美国稀土 总消费量的14％．还高于稀土用量第二的石油裂 化催化剂(占稀土总消费量的25％)。 有人估计，我国汽车尾气净化器的市场需求将 达到800一1000万套，产但将达上百亿元。发展 汽车尾气稀土催化别材料不仅能改善我国的大气 环境，同时也是稀土产业新的经济增长点。
11 第18章 f区元素
HBNU-Lvyh
(2)稀土发光和激光材料 目前，稀土荧光、发光材料已经进入千家万户， 在显示和照明等方面获得了广泛应用，成为社会 生活、人类文明不可缺少的重要组成部分。稀土 荧光、发光材料包括灯用稀土荧光材料、显示用 发光材料、稀土卤化物灯用发光材料、稀土激光 材料、稀土常余辉荧光粉等。 近年来的研究结果表明，稀土荧光材料具有优 良的性能，红色稀土荧光粉（Y2O2S:Eu)外，绿粉 [Y2O2S:Tb、 Gd2O2S:(TbDy)]和蓝粉也将由使用稀 土荧光粉取代锌、铅硫化物粉，以获得更高的完 度和清晰皮。今后的研先开发重点应是大屏幕高 清晰度球型荧光粉，国内将有500t/年的市场，是 稀土在高技术中应用的又一个新的经济增长点。
1.2 稀土的应用
稀土矿物有200多种，大约有50余种有 工业价值，作为主要工业原料的有独居石、 氟碳铈矿、磷钇矿、硅铍钇矿、易解石、 黑稀金矿等十几种矿物。 稀土是我国的优势矿物资源，具有储量 大、分布广、矿种全、类型多等特点，已 探明储量达3600万吨（亦说4300万吨）， 占世界总储量的43%，加上未探明的稀土 资源，储量估计达1亿吨，是世界上最大 的稀土资源国。
2 第18章 f区元素
HBNU-Lvyh
我国稀土资源的特点五大
1）储量大 内蒙古白云鄂博一带是世界储 量最大、开采量最大的特大型稀土矿。 2）分布广 北方氟碳铈矿，南方独居石、 磷钇矿和离子吸附型矿。 3）类型多 花岗岩矿床、离子吸附型矿床 和铌－稀土－铁矿床。 4）矿种多 轻/重稀土都有 5）综合利用价值高 稀土矿中含有铌、钽、 钛、钍、铀等稀有元素。
5 第18章 f区元素
HBNU-Lvyh
稀土在传统领域的应用 (1)冶金行业 稀土作为添加剂，可以净化钢液，改变钢中夹杂 物的形态和分布，细化晶粒，改善钢的组织，从而 改进合金的力学、物理和加工性能，提高合金的热 稳定性和耐腐蚀性。 稀土在铸铁中除有除气净化作用之外，还可使石 墨形态球化，细化晶粒，从而提高铸铁的硬度、耐 磨性以及铸造性能等。稀土处理的铸铁主要应用于 冶金行业的轧辊、钢锭模，以及汽车和拖拉机行业 的曲轴、汽缸体、变速箱、履带，机械行业的各种 齿轮、凸轮轴等。 添加0。15％一0．25％稀土的铝合金导线，其导 电率可提高1％－3％。在Al—Mg、Al—Li和Al-ZnMg等合金中添加少量抗可明显提高合金强度、韧性、 耐热性和焊接性能。
15 第18章 f区元素
HBNU-Lvyh
(5)稀土功能陶瓷材料 稀土功能陶瓷包括绝缘材料(电、热)、电容器介电材料、 铁电和压电材料、半导体材料、超导材料、电光陶瓷材料、 热电陶瓷材料、化学吸附材料、固体电解质材料等。在传 统购压电陶瓷材料市掺入微量稀全氧化物可以大大改善这 些材料的介电件和压电性，使它们更适应实际需要．现在 PZT压电陶瓷已广泛地用于电声、水声、超声器件、信号处 理、红外技术、引燃引爆、微型马达等方面，内压电陶瓷 制版的传感器已成功用于汽车气囊保护系统。 掺La或Nd的BaTiO4电容器介电材料可使介电常数保持稳 定，在较宽温度范闲内不受影响、并提高了使用寿命。稀 土掺杂敏半导材料可用作过电过热保护元件、温度补偿器、 温度传感器、延时元件、消磁元件等。 稀土氧化物超导体的发现，使超导材料的居里温度Tc 有了很大提高。稀土超导材料应用广泛，可用作超导电磁 体用于磁悬浮列车，还可用于发电机、发动机、动力传输、 微波等方面。
16
第18章 f区元素
HBNU-Lvyh
（6）稀土核材料 稀土金属由于具有不同的热中子俘获截面 和许多其它特殊性能，使其在核工业中得到了 广泛应用。如金属钇熔点高密度小不和液体铀 和鐶起反应，吸氢能力大是很好的反应堆热强 性结构材料，可用作输运核燃料铀的管道和设 备。 而钆、铕、钐热中子俘获截面很大，是优 良的核反应控制材料，这些稀土金属及其化合 物（氧化物、硼化物、氮化物、碳化物等）可 用作反应堆得控制棒、可燃毒物的抑制剂以及 防护层的中子吸收剂。铕具有最佳的核性能， 中子俘获截面大，寿命长的吸收体，尤其适合 用作紧凑型反应堆的控制棒用于核潜艇中。
9 第18章 f区元剂广泛用于油漆行业．代替钴及其他传统的有 色金属催干剂，具有无铅、低毒等优点、市场潜力很大。 PVC加工用稀土稳定别是近些年来新开发的一种稀土应用 产品，该产品以30％的氧化镧为主要原料． 稀土无机颜料和涂料也有非常广泛的市场。国外已开发 出稀土硫化物多种颜色的无机颜料，这类无机颜料不易退 色，无毒，无环保问题。己在塑料、油墨、油漆和涂料中 得到应用。 稀土在印染工业上作为助染剂，广泛用在棉、麻、毛纺 和化纤产品的染色上。使用稀土助染剂，可节约8％—15 ％的染料，并可提高一级品率；产品具有色泽鲜艳、手感 柔软和抗静电性等优点。 稀土在皮革鞣制中，应用效果良好。其成革具有粒向细 微、平整、毛孔清晰、柔软丰满、弹性好、部位差小、松 面率低、颜色均—、成品率高等特色，
12
第18章 f区元素
HBNU-Lvyh
目前，钇铝石榴石激光材料广泛应用，效 率更高掺钕和铬钆镓石榴石、掺钕钒酸钇绿 光激光器，稀土激光玻璃材料是用钕、铒、 铥三价离子为激活剂。 当今，90％的激光材料都与稀土有关．稀 土激光材料是激光技术的基础。在通讯、医 疗、信息贮存、切割、焊接以及核聚变等领 域有广泛用途、稀土光纤激光材料在降低光 通讯的损耗、降低光纤铺设成本方面起着重 要作用，我国近几年光缆铺设以20%左右的 年增长率增加 掺饵光纤放大器的开发应用 使现化光纤通讯取得了长足的进步。
6 第18章 f区元素
HBNU-Lvyh
(2)玻璃陶瓷 稀土在玻璃陶瓷方面的应用主要有稀土抛光粉、稀土玻 璃脱色澄清剂，稀土光学玻璃，陶瓷颜料、稀土工程陶瓷 等。 稀土可使玻璃着色，如铈钛氧化物能使玻璃变黄，添加 氧化钕的玻璃呈鲜红色，高品位的氧化镨可使玻璃变成绿 色，在玻璃中添加少量稀土可制作各种特种玻璃。如含氧 化镧的低硅或无硅玻璃，有很高的折射率、低色散和良好 的化学稳定性，可用于制造高质量的照相机镜头和潜望镜 头。 以氧化钇、氧化镝为主再配以其他稀土而制得的高温透 明陶瓷及红色、绿黄色玻璃，它们对于远红外光透光率达 80％，可用于制作激光窗、高温透镜、自动制导火箭的红 外窗。 添加二氧化铈的白色釉，遮盖力强，坯体可用低质陶 土，且釉面光亮、荧润、白度高。在硅酸锆基的釉料中， 加入3％一5％的镨黄，具有鲜艳的柠檬黄色，纯洁度和亮 度都好，而且耐蚀、耐热性优良，着色瓷体的成品率亦高。
10 第18章 f区元素
HBNU-Lvyh
稀土在高新技术产业的应用 (1)稀土磁性材料 稀土磁性材料包括稀土永磁材料、磁致冷材料、磁光 存贮材料与稀土巨磁阻材料等，其中稀土永磁材料是稀土 磁性材料中研究开发和产业化的重点。 随着计算机、通讯等产业的发展，稀土永磁特别是 NdFeB永磁产业得到了飞速的发展。目前国际上稀土永磁 材料主要应用于计算机磁盘驱动器的育圈电机(VCM)、新 型电机、核磁共振成像(MRI)及各种音响器材。其中VCM为 最主要的用途，占用量的一半以上，附加值高。 随着科技的发展，磁性材料应用领域在不断扩大，传 统的永磁材料性能在不断提高。同时，人们重视研究磁和 电、光、热、机械力等的相互作用，研究开发新磁性功能。 新一代稀土永磁材料研究、稀土金属间化台物多重相结构 与复合磁性的研究、高记录密度、易擦洗和重读磁光材料 的研究开发、稀土巨磁阻、稀土磁制冷、稀土磁致伸缩材 料及应用开发将会越来越得到人们的关注。
3 第18章 f区元素
HBNU-Lvyh
1.2.1稀土应用现状和展望 稀土最早的应用是1886年人们用硝酸钍加入少 量的稀土制作的白炽灯罩； 1902～1920年打火石、电弧灯的炭精棒及玻璃着色； 1960年代稀土催化裂化分子筛、稀土红色荧光粉、 稀土钴永磁体、钇铁石榴石(YIG)雷达、钇铝石榴 石（YAG)激光器 1971～1972年 稀土用与钢铁高强度低合金钢 1986年 Ba-La-Cu-O超导现象35K,1978年中科院液氮 温区钡钇铜氧化物超导体 进入20世纪90年代以来，稀土在新材料领域的应 用得到了迅猛发展，推动了经济和科技的发展。
1 第18章 f区元素
HBNU-Lvyh
目前,我国已基形成了相对完整的稀土工业体系， 到2001年底我国共有稀土冶炼厂约110家，生产 能力达到15万多吨REO（稀土金属氧化物）。在 产品生产上，目前能生产17种稀土元素中的所有 金属和氧化物，品种多达500多个，规格1000多 个，纯度由工业级到6N。自“九五”以来，我国 稀土生产约以10％的速度递增，2001年稀土产 量达到71000多吨，约占世界稀土产品需求量的 90％。国内市场消费达到20kt以上，约为总商品 量的30％。目前我国稀土产品的出口量已占世界 市场的70％－80％。但由于中国稀土工业生产能 力和产量过剩，初级产品多，应用产品和高附加 值产品少，无序低价竞销，因而影响稀土产业的 总体经济效益，甚至制约稀土产业的进一步发展。
7 第18章 f区元素
HBNU-Lvyh
(3)石油化工 在这个领域中稀土的消费形式是含稀土的 分子筛催化剂，用于炼油业作石油裂解的催 化裂化剂。 稀土原子由于具有可变的配位数，它们的 催化活性优于不含稀土的分子筛催化剂，可 以提高汽油等轻质油助产率5％，提高裂解 装置能力20％一30％。 目前世界上90％的炼油裂化装置使用含稀 土的催化裂化刑。稀土催化剂已成功地用于 合成性能与天然橡胶相似的异戊橡胶。
13 第18章 f区元素
HBNU-Lvyh
(3)稀土贮氢材料 镍氢电池目前已广泛应用于移动通汛、笔记本 电脑、摄像机、电动工具等各种便携式电器中。 我国手机持用量已居世界首位，需充电电池约 2.5亿只左右。镍氢电池的核心部分是负极贮氢 合金电极材料。 随着电动汽车及其他清洁能源运输工具的开 发，车用镍氢动力电他的大量需求将进一步促进 稀土贮氢材料的开发和应用。 稀土贮氢合金还可用于氢的提纯、分离和回 收之后，另一项重要地应用是用作热泵。 LaNi5、MMNi5
4 第18章 f区元素
HBNU-Lvyh
1.2.1稀土应用可分传统产业和高新技术产业 两大领域 在传统产业应用方面主要指应用于冶金、 玻璃陶瓷、石油化工、轻工印染以及农林等 行业，其稀土消费量占稀土总消费量的90％。 在高新技术产业应用力方面主要指稀土 磁性材料、贮氢材料、荧光、发光和激光材 料、汽车尾气净化用催化材料、稀土功能陶 瓷材料等。这些材料的稀土消费量虽然只占 总稀土消贫量的10％左右，但对推动高新技 术产业发展以及稀土产业本身的发展有重大 意义。