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稀土是什么?有什么用途?为什么有人说稀土是工业的“味精”?

2022-11-24 01:32:18 2077

摘要:不管你在哪个行业,近期你可能都听到了“稀土”这个名词,稀土其实是在地壳中发现的一系列化学元素。由于其独特的磁性、发光性和电化学特性,这些元素有助于许多技术以更轻的重量、更低的排放和更低的能耗实现,或者给它们能以更高的效率、性能、小型化、速度...

不管你在哪个行业,近期你可能都听到了“稀土”这个名词,稀土其实是在地壳中发现的一系列化学元素。

由于其独特的磁性、发光性和电化学特性,这些元素有助于许多技术以更轻的重量、更低的排放和更低的能耗实现,或者给它们能以更高的效率、性能、小型化、速度、耐久性和热稳定性实现产品。

稀土产品和技术有助于推动全球经济增长,维持高生活水平,甚至拯救生命。接下去跟着怪罗科普一起认识下这个“东西”吧。

什么是稀土元素?

稀土元素是元素周期表中同时出现的17种化学元素。该基团由钇和15种镧系元素(镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥)组成。

同时钪存在于大多数稀土元素矿床中,也被归为稀土元素,国际纯化学和应用化学联合会在其稀土元素定义中也包括钪。

稀土元素均为金属,常被称为“稀土金属”。这些金属有着许多相似的性质,这常常使它们在地质沉积物中同时被发现。

它们也被称为“稀土氧化物”,因为它们中的许多通常以氧化物的化合物形式出售。

元素周期表中的稀土

稀土元素的用途

含有稀土元素的金属和合金被用于人们日常使用的许多设备中,比如电脑内存、dvd、充电电池、手机、催化转换器、磁铁、荧光灯等等。

在过去的20年里,对许多需要稀土金属的物品的需求呈爆炸式增长。

20年前,手机很少有人使用,但现在全球手机使用量超过70亿部。电脑中稀土元素的使用增长速度几乎和手机一样快。

许多可充电电池是由稀土化合物制成的。而电池的需求是由便携式电子设备的需求驱动的,如手机、阅读器、便携式电脑和照相机。

每辆电动汽车和混合动力汽车的电池中都含有几斤重的稀土化合物。由于对能源独立、气候变化和其他问题的担忧推动了电动汽车和混合动力汽车的销售,这也进一步增加了稀土的需求。

稀土被用作催化剂、荧光粉和抛光化合物。这些用于空气污染控制,电子设备上的发光屏幕,以及光学质量玻璃的抛光。现在所有这些产品的需求都将增长。

稀土元素在国防建设中发挥着重要作用,军用夜视镜、精确制导武器、通信设备、GPS设备、电池和其他国防电子设备。

稀土金属还是制造非常坚硬合金的关键成分,这种合金可以用于装甲车辆和炮弹,一旦受到撞击就会破碎。

其实在稀土在最重要的用途中,其他物质都可以代替稀土元素,但是这些替代品通常效率较低。

从20世纪50年代到21世纪初,氧化铈是一种非常流行的宝石抛光剂。它既便宜又非常有效。

不过最近的价格上涨几乎消除了在岩石滚动和宝石艺术中使用氧化铈。其他类型的抛光剂,如铝和氧化钛,现在被当做替代品。

这些元素真的“稀有”吗?

稀土元素并不像它们的名字所暗示的那样“稀有”。铥和镥是稀土元素中储量最少的两种稀土元素,但它们的平均地壳丰富度都是金的近200倍。

稀土元素最丰富的是铈、钇、镧和钕,它们的地壳平均丰度与常用的工业金属如铬、镍、锌、钼、锡、钨和铅类似。

但这些金属很少在可提取的浓度中被发现,同时它们很难开采,因为很难发现它们的浓度高到足以进行经济开采。

稀土生产的历史

1965年以前,对稀土元素的需求相对较少。当时,世界上大部分的稀土供应来自印度和巴西的砂矿。

20世纪50年代,南非成为含稀土独居石矿床的主要生产国。当时,世界并没有意识到稀土的重要程度。

到了上世纪60年代中期,随着第一台彩电进入市场,稀土元素的需求首次出现爆炸式增长,因为铕是制作彩色图像的基本原料。

我国从上世纪80年代初开始生产数量可观的稀土氧化物,并在90年代初成为全球领先的稀土生产国。

现在,我国不仅是世界上最大的稀土材料生产国,也是主要的消费国(主要因为电子产品需求),而日本和美国是稀土材料的第二大和第三大消费国。

最后

未来10年,全球对汽车、消费电子产品、节能灯和催化剂的需求预计将迅速增长,所以稀土磁铁的需求将会增加,充电电池的需求也会增加。

同时医学技术的新发展也会增加外科激光、磁共振成像和正电子发射断层闪烁探测器的使用。

可以想象下,几乎我们身边的所有行业都大量使用稀土元素,所以稀土现在这么火也是理所当然的。

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