为什么稀土在中国如此重要?稀土有什么用?
什么是稀土
稀土是化学元素周期表中镧系元素钪和钇的总称。自然界中有250种稀土矿物。芬兰化学家约翰·加多林首先发现了稀土。
稀土有什么用
1.军事方面
稀土在工业上被称为“黄金”。由于其优异的物理性能,可以与其他材料结合,形成不同性能、不同品种的新材料。它最显著的作用是大大提高其他产品的质量和性能。比如用于制造坦克、飞机、导弹的钢、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能会有很大提高。
2.冶金工业
向钢中加入稀土金属或氟化物和硅化物,可以细化、脱硫和中和低熔点的有害杂质,并能改善钢的可加工性;稀土硅铁合金和稀土硅铁合金用作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墨铸铁铸件,因此广泛应用于汽车、拖拉机、柴油机等机械制造行业。在镁、铝、铜、锌、镍等有色合金中加入稀土金属,可以改善合金的物理化学性能,提高合金在室温和高温下的力学性能。
3.石化工业
稀土分子筛催化剂具有活性高、选择性好、抗重金属中毒能力强的优点,因此在石油催化裂化工艺中替代硅酸铝催化剂;
合成氨生产过程中,使用少量稀土硝酸盐作为助催化剂,其处理气体体积是镍铝催化剂的1.5倍,在合成顺丁橡胶和异戊二烯橡胶的过程中,使用稀土环烷酸盐-三异丁基铝催化剂,具有性能优异、设备挂胶少、运行稳定、后处理过程短等优点,复合稀土氧化物还可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。
4.玻璃和陶瓷
主要包括以下几个方面:超导陶瓷、压电陶瓷、导电陶瓷、介电陶瓷和敏感陶瓷。
稀土氧化物或加工稀土精矿可广泛用作抛光光学玻璃、眼镜镜片、显像管、示波管、平板玻璃、塑料和金属餐具的抛光粉;在玻璃熔化过程中,二氧化铈可以用来强氧化铁,降低玻璃中铁的含量,从而达到玻璃除绿的目的;
5.农业
结果表明,稀土元素能提高叶绿素含量,增强光合作用,促进根系发育,增加根系对养分的吸收。稀土还能促进种子萌发,提高种子发芽率,促进幼苗生长。除上述主要功能外,还具有增强部分作物抗病、抗寒、抗旱能力。
大量研究还表明,使用适当浓度的稀土元素可以促进植物对养分的吸收、转化和利用。玉米稀土拌种,出苗和拔节期比对照提前1 ~ 2天,株高增加0.2米,早熟3 ~ 5天,籽粒饱满,增产14%。稀土拌种后,大豆出苗提前一天,单株荚数增加14.8 ~ 26.6粒,三荚数增加,产量增加14.5% ~ 20.0%。喷施稀土能提高苹果和柑橘果实的Vc含量、总糖含量和糖酸比,促进果实着色和早熟。能抑制贮藏期间的呼吸强度,降低腐烂率。
常见稀土类型
乌尔都岩
独居石又称磷铈镧矿。化学成分和性质:(Ce,La,y,Th)[PO4]。成分差异很大。矿物成分中稀土氧化物的含量可达50 ~ 68%。同晶包裹体为钇、钍、钙、[二氧化硅]和[硫酸]。独居石溶于H3PO4、HClO4、H2SO4。
氟碳铈矿
化学成分性质:(铈,镧)[CO3]氟..机械夹杂物包括二氧化硅、氧化铝和五氧化二磷。氟碳铈矿易溶于稀盐酸、硝酸、硫酸和磷酸。
磷钇矿
化学成分和性质:Y[PO4]。成分为Y2O361.4%和P2O538.6%。有钇稀土元素,主要是镱、铒、镝、钆。还有锆、铀、钍等元素代替钇,硅代替磷。
镧钒安山石
日本山口大学、爱媛大学和东京大学的联合研究小组发表公报称,他们在米氏县发现了一种含有稀土的新矿物。稀土在改造传统产业和发展高科技领域中起到了“化石为金”的作用。