稀土元素 - 百科知识

稀土元素

【百科名称】：稀土元素
【英文解释】：rare earth element
【分类】：综合百科
【正文】：
   周期系ⅢB族中原子序数为21、39和57～71的17种化学元素的统称。其中原子序数为57～    71的15种化学元素又统称为镧系元素。稀土元素包括钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥。通常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕称为轻稀土；钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇称为重稀土。稀土元素是历史遗留下来的名称，通常把不溶于水的固体氧化物叫做土，而在18世纪，这17种元素都是很稀少的尚未被大量发现，因而得名为稀土元素。现已查明，它们并不稀少，特别是中国的稀土资源十分丰富，有开采价值的储量占世界第一位。从1794年芬兰J加多林从瑞典斯德哥尔摩附近的于特比镇发现钇开始，一直到1947年美国JA马林斯基从铀的裂变产物中分离出钷，共经历150多年。
   已经发现的稀土矿物有250种以上，最重要的有氟碳铈镧矿[（Ce，La）FCO 3 ]、独居石[CePO 4 ，Th 3 （PO4） 4 ]、磷钇石（YPO 4 ）、黑稀金矿[(Y，Ce，Ca)    (Nb，Ta，Ti) 2 O 6 ]、硅铍钇矿（Y 2 FeBe 2 Si 2 O 10 ）、褐帘石[（Ca，Ce） 2 (Al，Fe) 3 Si 3 O 12 ]、铈硅石[（Ce，Y，Pr） 2 Si 2 O 7 ·H 2 O]。

    表：稀土元素的发现年代和发现人及在地壳中的含量
   稀土元素的制备是一个相当复杂的过程，首先利用化学处理从氟碳铈镧矿或独居石中获得稀土氯化物或氧化物的混合物，然后再进行单一稀土元素的分离和提取，方法有：①溶剂萃取法。利用稀土元素在水和有机溶剂中分配的不同    ，将稀土的盐类与有机相及水相多次接触，不断地进行再分配而将它们一一分离，此法具有规模大和连续生产的优点。②离子交换法。利用稀土元素与离子交换剂结合的稳定程度不同将它们一一分离。这是分离某些高纯的稀土元素最有效的方法。此法的缺点是规模小，生产周期长。稀土金属的制备方法有：①金属热还原法。常用钙、锂、钠、镁等金属做还原剂，还原稀土金属的卤化物。②熔盐电解法。可电解稀土卤化物与碱金属、碱土金属卤化物的熔盐。进一步纯制可采用真空熔炼法、真空蒸馏法、电迁移法和区域熔炼法。
   稀土元素的早期应用只限于混合稀土金属与铁形成合金制打火石，硝酸铈用于浸泡汽油灯纱罩。后来用途大为开拓，在炼钢中用作脱氧剂和脱硫剂，用于铸造球墨铸铁。在玻璃工业中用作抛光粉以及玻璃脱色和玻璃着色，用于制彩色陶瓷器皿。稀土-钴硬磁材料具有高剩磁、高矫顽力等优点。稀土氧化物用作彩色电视荧光粉、日光灯用三基色荧光粉以及激光材料。稀土氯化物用于制造微球分子筛，用于石油催化裂化的催化剂等。

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