稀土是怎么形成的
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稀土研究报告摘要稀土是指地壳中氧族元素周期表中第三个周期的15个元素,包括镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥。
由于其特殊的电子结构和化学性质,稀土元素在许多领域拥有广泛的应用。
本报告对稀土的研究进行了综述,包括稀土的发现历史、物理性质、化学性质以及主要应用领域等方面。
引言稀土元素是地壳中含量较少的元素,但由于其独特的化学和物理性质,拥有广泛的应用领域。
稀土的研究对于推动科技进步和促进经济发展具有重要意义。
本报告旨在对稀土的研究进行综述,为读者提供了解稀土的基础知识和最新研究动态的参考。
稀土的发现历史稀土元素的发现可以追溯到18世纪。
最早发现的稀土元素是镱和镥,其后又陆续发现了其他稀土元素。
19世纪后半叶,随着对稀土的研究逐渐深入,人们逐渐认识到了稀土元素的重要性。
20世纪以来,随着科技的发展和仪器分析技术的进步,人们对稀土的认识不断深化,稀土研究也取得了重要成果。
稀土的物理性质稀土元素具有丰富多样的物理性质。
首先,稀土元素的电子结构特殊,具有稀土电子结构的稀土元素具有独特的磁性和光学性质。
其次,稀土元素具有较高的原子序数和原子质量,其原子体积较大,且具有较强的金属性和热稳定性。
此外,稀土元素还具有较高的化学活性,能够与其他元素形成稀土化合物。
稀土的化学性质稀土元素的化学性质主要体现在稀土元素与其他元素的化合能力上。
稀土元素具有较高的离子化能和电负性,对化学反应起到重要作用。
稀土元素能够与氧、氮、硫等非金属元素形成稀土氧化物、稀土氮化物和稀土硫化物等化合物。
此外,稀土元素还能够与其他金属元素形成稀土合金,具有特殊的物理和化学性质。
稀土的主要应用领域稀土元素在众多领域拥有重要的应用价值。
首先,稀土元素在电子技术领域具有广泛的应用,如稀土磁体、稀土金属、稀土氧化物等。
其次,稀土元素在光学材料领域也具有重要地位,如稀土玻璃、稀土荧光粉等。
此外,稀土元素还在催化剂、生物医药、冶金等领域拥有重要应用。
稀土生产工艺流程稀土是指地壳中数量非常稀少的一类金属元素,目前主要用于制造高科技产品和绿色能源设备。
由于其稀少性和广泛应用,稀土的生产工艺流程具有很大的科学性和复杂性。
下面是一种常见的稀土生产工艺流程的简要介绍。
稀土的生产过程通常可以分为开采、选矿、冶炼和纯化四个环节。
首先是开采环节。
开采是从稀土矿石中提取出有用金属元素的过程。
常见的开采方法包括露天开采和地下开采。
露天开采是指直接将矿石从地表开采出来,适用于砂矿和土矿等表层矿石;地下开采是指通过化验,挖掘机,卡车和运送设备等设备组成的整套设备,依靠方式开采矿石。
接下来是选矿环节。
选矿是指根据稀土矿石的化学成分和物理性质进行分选的过程,目的是更好地提取矿石中的稀土金属元素。
根据稀土矿石的性质,常见的选矿方法包括重选、浮选、磁选、电选和化学选矿等。
重选是根据矿石的密度差异进行分选,浮选是通过气泡吸附使稀土矿石浮起来,磁选是根据矿石的磁性差异进行分选,电选是利用数十万伏的电场对矿石进行分离,化学选矿是利用化学反应对矿石进行分选。
然后是冶炼环节。
冶炼是指将选矿得到的稀土矿石提炼成稀土金属元素的过程。
根据稀土矿石的性质和市场需求,常见的冶炼方法包括矿石熔炼法、水热法、浸出法、萃取法和电解法等。
其中,矿石熔炼法是将稀土矿石加热至高温,溶解成稀土金属,然后通过凝固和分离等操作,得到纯净的稀土金属;水热法是将稀土矿石和水进行反应,利用水热条件下稀土金属与其他杂质的不同溶解度进行分离;浸出法是通过酸性溶液将稀土金属溶解出来,再通过沉淀、过滤和烘干等过程得到纯净的稀土金属;萃取法是利用有机溶剂将稀土金属从矿石中分离出来;电解法是利用电解设备对稀土矿石进行电解,将含有稀土金属的阳离子还原成纯净的稀土金属。
最后是纯化环节。
纯化是指对冶炼得到的稀土金属元素进行纯净化处理,去除杂质,提高纯度。
常见的纯化方法包括溶液萃取、电解析、晶体生长法等。
溶液萃取是利用有机溶剂对稀土金属进行分离和纯化;电解析是利用电解设备对稀土金属进行电解,将杂质还原成纯净的稀土金属;晶体生长法是通过不断蒸发溶液,使稀土金属结晶出来,从而提高纯度。
稀土元素的合成和应用稀土元素是指元素周期表的镧系元素,包括镧、铈、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钕、钷等17种元素。
这些元素具有丰富的物理和化学性质,在科技领域中有着广泛的应用,包括电子工业、磁性材料、催化剂、荧光粉、太阳能电池等领域,是现代工业化的重要原材料之一。
合成稀土元素的合成是一个比较复杂的过程,需要经过多个步骤。
首先,从矿物或者自然界中提取含有稀土的矿物,比如燃煤废渣、磷酸盐矿石等。
这些矿物含有很低的稀土含量,需要经过多次化学分离和提取才能得到纯度较高的稀土元素。
其次,将稀土元素进行精炼和合成。
这需要使用高温高压反应器,通过化学反应使稀土元素形成化合物,再通过物理手段进行分离和纯化。
这些稀土化合物可以进一步合成成稀土氧化物、稀土金属等物质,用于科技领域中的制造。
应用稀土元素在科技领域中有着广泛的应用。
下面将介绍其中的几个常见应用。
(一)磁性材料稀土元素常用于磁性材料的制造。
由于稀土元素的电子壳层结构能够产生高磁各向异性,所以在磁性材料中加入稀土元素可以增加磁性能。
特别是钕铁硼永磁材料,是将稀土元素添加到铁硼合金中,形成NdFeB磁体。
这种材料不仅具有高磁化强度和高磁能积,而且具有较高的抗腐蚀能力和热稳定性,被广泛应用于电子产品、电动机等领域。
(二)太阳能电池稀土元素也被应用于太阳能电池的制造。
太阳能电池是一种将光能转换为电能的电子器件。
其中,钆和铽的稀土元素在太阳能电池中被用作吸收光线的材料,能够增加太阳能电池的效率。
并且稀土元素还可以作为太阳能电池中的透明电极,提高光的传导率,增加发电效率。
(三)催化剂稀土元素作为催化剂,也被广泛应用于汽车尾气净化、炼油、化工等领域。
例如三元催化剂,是通过添加铈、镧等稀土元素,改善催化剂的氧化还原性能,提高催化性能。
另外,稀土元素还可用于制造三元催化转化的催化剂载体,提高催化剂的稳定性和耐腐蚀性。
(四)荧光粉稀土元素的荧光性质被广泛应用于化学荧光分析、白光LED、电视和显示屏幕等。
稀土基本知识目录一、稀土概述 (3)1.1 稀土的定义与分类 (4)1.2 稀土在元素周期表中的位置 (5)1.3 稀土元素的性质与应用 (5)二、稀土元素简介 (6)2.1 镧系元素 (9)2.2 铽系元素 (10)2.3 钇系元素 (11)2.4 铌系元素 (12)2.5 钼系元素 (13)三、稀土矿床类型及特点 (14)3.1 水源型矿床 (15)3.2 磁性地层型矿床 (17)3.3 热液型矿床 (18)3.4 混合型矿床 (19)四、稀土提取工艺 (20)4.1 重选法 (21)4.2 浮选法 (22)4.3 磁选法 (23)4.4 电选法 (25)4.5 化学选矿法 (26)五、稀土金属的制备 (27)5.1 熔炼法 (28)5.2 合金化法 (29)5.3 离子交换法 (30)5.4 湿法冶金法 (31)六、稀土材料及其应用 (32)6.1 稀土永磁材料 (33)6.2 稀土发光材料 (34)6.3 稀土催化材料 (36)6.4 稀土储氢材料 (37)七、稀土在高科技领域的应用 (38)7.1 稀土在信息技术中的应用 (39)7.2 稀土在新能源、环保领域的应用 (40)7.3 稀土在生物医学、农业领域的应用 (41)八、稀土资源保护与可持续发展 (42)8.1 稀土资源的现状与面临的问题 (43)8.2 稀土资源的保护和合理利用 (44)8.3 稀土产业的绿色转型与可持续发展 (45)一、稀土概述也称为镧系元素和钇族元素,包括17种化学元素:镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、钇(Y)、镱(Yb)和镥(Lu)。
这些元素在自然界中通常以矿石的形式存在,如独居石、氟碳铈矿等。
稀土元素在地壳中的分布不均,但在某些地区,如中国、美国和印度,它们的储量相对丰富。
稀土元素具有独特的物理和化学性质,如荧光性、磁性、催化活性和电导性等,这使得它们在许多高科技领域具有重要的应用价值。
稀土工艺流程稀土是一类非常珍贵的金属元素,广泛应用于电子、光学、冶金、化工等各个领域。
稀土工艺流程是指稀土从矿石中提取、分离、纯化以及加工制造的全过程。
下面是一个典型的稀土工艺流程。
首先,稀土矿石的开采。
稀土矿石通常分布在地下或者矿山中,开采过程中需要进行爆破、钻探、采掘等步骤,将矿石取出。
然后,对矿石进行破碎、磨矿。
将矿石送入破碎机进行粗碎,然后通过细碎机和球磨机进行细碎和磨矿,将矿石研磨成细小的颗粒。
接下来,进行稀土的浮选或者磁选。
矿石中的稀土通常存在于硫化物、氧化物、碳酸盐等形式,浮选或者磁选可以将稀土与其他矿物分离。
浮选是在矿石中加入药剂,通过气泡在水中的吸附作用,将稀土矿石中的稀土矿物捕集到浮选泡沫中,然后通过脱泡、干燥等步骤,将稀土矿物从浮选泡沫中分离出来。
磁选是利用稀土矿石中的铁磁性颗粒与其他非磁性颗粒的磁性差异,通过磁力将稀土矿石中的稀土矿物分离。
之后,进行稀土的化学处理。
将分离出来的稀土矿物通过浸出、溶解、过滤等步骤,将稀土与其他无关的杂质分离开来,得到纯度更高的稀土溶液。
然后,进行稀土的分离提纯。
采用溶剂萃取、离子交换、溶解蒸发、晶体分离等方法,将稀土溶液中的各种稀土分离开来,得到纯度更高的稀土产品。
最后,进行稀土的加工制造。
将得到的稀土产品进行加工,可以得到不同形式的稀土产品,如粉末、颗粒、合金等。
加工制造过程中需要进行熔炼、铸造、压制、烧结等步骤,以得到符合需求的稀土制品。
总结起来,稀土工艺流程包括矿石开采、破碎磨矿、浮选磁选、化学处理、分离提纯以及加工制造等多个环节。
每个环节都需要严格控制操作条件,以保证稀土产品的质量和纯度。
稀土工艺流程对于稀土资源的有效利用以及稀土产品的生产具有重要意义。
立志当早,存高远稀土是如何提炼出来稀土市场是一个多元化的市场,它不只是一个产品,而是15 个稀土元素和钇、钪及其各种化合物从纯度46%的氯化物到99.9999%的单一稀土氧化物及稀土金属,均具有多种多样的用途。
加上相关的化合物和混合物,产品不计其数。
首先从最初的矿石开采起,我们逐一介绍稀土的分离方法和冶炼过程。
稀土选矿选矿是利用组成矿石的各种矿物之间的物理化学性质的差异,采用不同的选矿方法,借助不同的选矿工艺,不同的选矿设备,把矿石中的有用矿物富集起来,除去有害杂质,并使之与脉石矿物分离的机械加工过程。
当前我国和世界上其它国家开采出来的稀土矿石中,稀土氧化物含量只有百分之几,甚至有的更低,为了满足冶炼的生产要求,在冶炼前经选矿,将稀土矿物与脉石矿物和其它有用矿物分开,以提高稀土氧化物的含量,得到能满足稀土冶金要求的稀土精矿。
稀土矿的选矿一般采用浮选法,并常辅以重选、磁选组成多种组合的选矿工艺流程。
内蒙古白云鄂博矿山的稀土矿床,是铁白云石的碳酸岩型矿床,在主要成分铁矿中伴生稀土矿物(除氟碳铈矿、独居石外,还有数种含铌、稀土矿物)。
采出的矿石中含铁30%左右,稀土氧化物约5%。
在矿山先将大矿石破碎后,用火车运至包头钢铁集团公司的选矿厂。
选矿厂的任务是将Fe2O3 从33%提高到55%以上,先在锥形球磨机上磨矿分级,再用圆筒磁选机选得62~65%Fe2O3(氧化铁)的一次铁精矿。
其尾矿继续进行浮选与磁选,得到含45%Fe2O3(氧化铁)以上的二次铁精矿。
稀土富集在浮选泡沫中,品位达到10~15%。
该富集物可用摇床选出REO 含量为30%的粗精矿,经选矿设备再处理后,可得到REO60%以上的稀土精矿。
稀土冶炼方法。
稀土知识点大全稀土是指具有特殊性质和广泛应用价值的一组化学元素。
它们在现代科技和工业领域中起着至关重要的作用。
本文将逐步介绍一些与稀土相关的知识点。
一、稀土的发现与命名稀土元素最早在18世纪末被科学家们发现。
由于它们在自然界中分布较稀少,因此被命名为“稀土”。
稀土一共有17个元素,包括镧系和钆系两个系列。
它们分别是:镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)以及钪(Sc)、钡(Ba)、铷(Rb)、钯(Y)。
二、稀土的特性与应用稀土元素具有独特的化学和物理性质,使得它们在众多领域中得到广泛应用。
1.磁性材料稀土元素具有良好的磁性,能够制备出强磁性材料。
这些磁性材料被广泛应用于电机、发电机、计算机硬盘驱动器、声音设备等多个领域。
2.光学材料稀土元素在光学材料中有着重要的作用。
它们能够发出特定波长的光,对于激光器、光纤通信等领域非常关键。
3.催化剂稀土元素在化学催化剂中扮演重要角色。
它们能够加速化学反应速率,提高工业生产效率。
稀土催化剂广泛应用于石油加工、化学合成等领域。
4.环境保护稀土元素在环境保护方面也具有重要意义。
它们在废水处理、脱硫、脱氮等环境治理技术中发挥着重要作用。
5.新能源材料稀土元素在新能源材料领域具有潜力。
它们能够应用于太阳能电池、燃料电池等新能源技术中,提高能源利用效率。
三、稀土资源与开发利用稀土资源在全球分布不均,主要集中在中国、澳大利亚、美国等少数国家。
中国是全球稀土产量最大的国家,几乎占据了全球稀土市场的主导地位。
稀土资源的开发利用面临着一些挑战。
首先,稀土开采对环境造成一定的污染。
其次,稀土的提取和分离工艺相对复杂,需要高耗能和高成本。
为了解决这些问题,各国都在积极研究和开发新的稀土资源和替代技术。
同时,通过加强国际合作,共同推动稀土资源可持续开发利用。
认识中国稀土知识点总结一、稀土的概念稀土是指17种化学元素的总称,它们包括镧系元素和钪系元素。
稀土元素的化学性质活泼,易与氧和水等发生化学反应,所以在自然条件下很难单独存在。
稀土元素在地球上广泛存在,并且是矿物中的重要成分。
稀土元素具有独特的物理、化学和生物学性质,因此在许多重要的高新技术领域有着广泛的应用。
二、中国的稀土资源中国是世界上稀土资源最丰富的国家,其稀土储量占全球总储量的80%以上。
目前,中国已经开发出了丰富的稀土矿产,其中包括离子吸附型稀土矿(主要产自江西、广东、福建等地)、硅酸盐型稀土矿(主要产自内蒙古、甘肃、云南等地)和磷酸盐型稀土矿(主要产自四川、贵州等地)等。
这些矿产在世界上具有重要的地位,对中国的稀土供给起到了至关重要的作用。
三、稀土的应用1. 稀土在光学领域的应用稀土元素具有良好的光学性能,可以被广泛用于光学器件的制造。
例如,稀土元素可以被用来制造激光器、发光二极管等器件,这些器件在通信、医疗、显示器等领域都有着重要的应用。
2. 稀土在电子领域的应用稀土元素具有优良的电子性能,可以被广泛用于电子器件的制造。
例如,稀土元素可以被用来制造电子元件、磁性材料等,这些材料在计算机、通信、医疗等领域都有着重要的应用。
3. 稀土在磁性材料领域的应用稀土元素具有出色的磁性性能,可以被广泛用于制造磁性材料。
例如,稀土元素可以被用来制造永磁材料、磁记录材料等,这些材料在风力发电、电动汽车、电磁传动等领域都有着重要的应用。
4. 稀土在催化剂领域的应用稀土元素具有良好的催化性能,可以被广泛用于催化剂的制造。
例如,稀土元素可以被用来制造汽车尾气净化催化剂、石油精制催化剂等,这些催化剂在环保、能源等领域都有着重要的应用。
5. 稀土在生物医药领域的应用稀土元素具有出色的生物相容性和药理活性,可以被广泛用于生物医药领域。
例如,稀土元素可以被用来制造医用材料、药物等,这些材料在医疗诊断、药物治疗等领域都有着重要的应用。
稀土生产工艺流程稀土是一类重要的战略性资源,广泛应用于冶金、化工、电子、光学和军事等领域。
稀土的生产工艺流程是一个复杂的过程,需要经过多个步骤才能得到高纯度的稀土产品。
本文将介绍稀土生产的一般工艺流程,以及每个步骤的具体操作方法。
1. 矿石选矿。
稀土矿石通常含有多种元素,需要通过选矿过程将稀土矿石与其他杂质分离。
通常采用浮选法或重选法进行选矿,首先将矿石粉碎,然后通过浮选剂或重选剂的作用,使稀土矿石与其他矿石分离,得到含有较高稀土含量的矿石精矿。
2. 硫酸浸出。
将矿石精矿与稀硫酸溶液进行反应,使稀土元素与硫酸形成稀土硫酸盐。
通过酸浸过程,可以将稀土元素从矿石中提取出来,得到稀土硫酸盐溶液。
3. 分离提纯。
稀土硫酸盐溶液中含有多种稀土元素,需要进行分离提纯。
通常采用溶剂萃取法、离子交换法或萃取分离法进行分离提纯。
通过不同的化学反应和物理过程,可以将不同的稀土元素分离出来,得到单质稀土或稀土化合物。
4. 氧化还原。
将分离提纯后的稀土化合物进行氧化还原反应,得到稀土的氧化物。
氧化还原过程通常在高温下进行,通过控制氧化还原反应的条件,可以得到不同氧化态的稀土氧化物。
5. 熔炼精炼。
将稀土氧化物与金属硅或金属铝等还原剂进行熔炼反应,得到稀土金属。
熔炼精炼过程需要严格控制温度、气氛和反应时间,以确保得到高纯度的稀土金属。
6. 成品加工。
得到稀土金属后,需要进行成品加工,根据不同的用途进行压制、烧结、合金化等加工工艺,得到最终的稀土产品。
总结。
稀土生产工艺流程包括矿石选矿、硫酸浸出、分离提纯、氧化还原、熔炼精炼和成品加工等多个步骤。
每个步骤都需要严格控制操作条件,以确保得到高纯度的稀土产品。
随着技术的不断进步,稀土生产工艺流程也在不断优化,为稀土资源的高效利用提供了重要的技术支持。
稀土开采知识点总结一、稀土资源的分布情况稀土元素分布在地壳中,但其分布并不均匀,主要集中在中国、美国、俄罗斯、澳大利亚、印度等国家。
其中,中国是全球最大的稀土生产国,占据了全球稀土资源储量的90%以上。
中国的稀土资源主要分布在南方的云南、广东、广西等地区,其中以云南省的稀土储量最为丰富。
此外,美国、澳大利亚等国家也具有丰富的稀土资源储量,但由于中国在稀土开采上的垄断地位,这些国家的稀土开采量并不高。
二、稀土的开采方法稀土的开采主要通过矿山采矿、矿石选矿和冶炼等过程进行。
矿山采矿是指对地下的矿石进行开采,这一过程主要分为露天开采和地下开采两种方式。
露天开采是指将地表的矿石露天开采出来,而地下开采则是通过井下设备将矿石开采出来。
矿石选矿是指对从矿山中开采出来的矿石进行物理和化学处理,将其中的有用矿物质提取出来。
冶炼则是指将提取出来的稀土矿石进行熔炼和精炼,得到稀土金属的过程。
同时,稀土的开采过程中也需要进行环保措施,减少对环境的影响。
三、稀土开采的环境影响稀土的开采对环境会产生一定的影响,首先是土地资源的破坏。
由于稀土矿石的开采需要大量的土地,并且矿山采矿的过程会导致大面积的土地破坏和开采区域的地质变化。
其次是水资源的污染。
稀土开采会导致周围水体的污染,因为矿石中的重金属和有害物质会流入水体,导致水质下降,对生物和人体健康产生危害。
此外,空气污染也是一个重要的问题,矿石开采所产生的粉尘和废气会在空气中堆积和扩散,对周边空气产生污染。
为减少环境影响,需采取相关的环境保护措施,例如进行生态恢复、污水处理和废气治理等。
四、稀土开采的未来发展趋势随着全球工业的不断发展和科技的进步,稀土在电子、新能源、军事和航空领域的应用越来越广泛,对稀土的需求也将不断提高。
未来,稀土的开采将受到更多的关注,同时也会面临更多的挑战。
为了满足对稀土的需求,需要加大对稀土资源的勘探和开采力度,发展新的开采技术,提高资源的综合利用率。
稀土矿床成因机制地质作用是稀土矿床形成的重要因素之一。
稀土元素在地壳中分布广泛,通常富集在火成岩、变质岩和沉积岩中。
火成岩是稀土矿床的主要产状,其形成与地球内部的熔融作用有关。
火成岩矿床分为碱性岩矿床和玄武岩矿床两种类型,两种类型的稀土元素富集程度和矿床规模有所不同。
在构造运动活跃的地区,火成岩经历了构造变形和热液脉化作用,从而形成了含稀土元素的热液矿床。
岩浆作用也是稀土矿床形成的重要机制之一。
岩浆是由地幔物质部分熔化形成的熔岩,在地壳上凝固后形成火山岩或侵入岩体。
在岩浆作用的过程中,稀土元素与其他金属元素结合形成了稀土元素矿物,如独居石、磷灰石和门板石等。
这些矿物在火山喷发或侵入喷发的岩浆岩中富集,从而形成了含稀土元素的岩浆矿床。
热液作用是稀土矿床形成的另一个重要机制。
热液是由地球内部的高温水蒸气经过岩石裂隙和孔隙渗透到地表形成的一种流体。
在热液作用的过程中,稀土元素被溶解在热液中,随着地表温度的升高和压力的减小,稀土元素沉淀在岩石中,形成含稀土元素的热液矿床。
热液矿床通常与断裂带和构造裂隙密切相关,形成的矿床规模较大,品位较高。
除了地质作用、岩浆作用和热液作用外,地球化学环境也是影响稀土矿床形成的重要因素。
稀土元素在地球表层的分布受到地球化学环境的影响,例如地球的氧化还原条件、地体流体的pH值和硫氧化还原条件等。
这些地球化学环境的变化会导致稀土元素在地壳中的分配规律发生改变,从而影响稀土矿床的形成。
总的来说,稀土矿床的形成是一个复杂的过程,受地质作用、岩浆作用、热液作用和地球化学环境等多种因素的综合影响。
通过深入研究稀土矿床的成因机制,可以更好地理解稀土矿床的形成规律,为稀土资源的开发利用提供科学依据。
希望本文能对读者解读稀土矿床的形成机制提供一定参考价值。
稀土冶炼工艺(一)稀土冶炼工艺稀土是指一组具有相似化学和物理性质的17 种元素,具有极高的战略和经济价值。
稀土的应用广泛,主要用于航空、兵器、电子、新能源等领域,因此稀土的冶炼工艺也日益重要。
稀土的冶炼过程稀土的冶炼过程分为矿山选矿、冶炼、分离、精炼四个阶段。
其中,矿山选矿是冶炼的首要步骤,其目的是通过选别,获取矿物中稀土元素的浓度和品质。
稀土的冶炼方式稀土的冶炼方式有两种:一是湿法冶炼,二是干法冶炼。
湿法冶炼是指利用水化学反应及氢氧化物反应等将稀土元素从矿物中提取出来,而干法冶炼则主要利用气相冶炼的方法。
稀土冶炼的难点稀土冶炼的难点在于稀土元素之间的差异性较小,以及控制其化合价的难度。
同时,稀土的性质也很稳定,极难被氧化还原所改变,这给稀土的分离和提纯带来了一定的难度。
稀土冶炼的发展现状目前,全球稀土冶炼的产量主要集中于中国,中国利用其丰富的稀土矿资源,以及多年的稀土冶炼经验,在稀土冶炼工艺和环保技术等方面均取得了重要的成就。
稀土冶炼的前景展望随着现代高科技产业的不断发展,稀土的需求量也在不断增长。
未来,稀土冶炼工艺将会更加关注其环保性和成本效益,并借助新技术的发展,进一步提高稀土的分离和提纯效率,使其更好地服务于人类社会。
稀土冶炼的环保问题稀土冶炼产生大量废渣、废水等有害物质,严重污染环境,这也是稀土冶炼工艺需要解决的一个重要问题。
目前,一些环保措施已经被引入稀土冶炼过程中,例如采用环保型提取剂,实行门槛控制等。
稀土冶炼的新技术稀土冶炼新技术主要关注节能、低碳、高效等方面,例如利用高压钠水玻璃法、电化学还原法等进一步提高稀土的提取效率,减少环境污染。
结论稀土的冶炼工艺和技术的不断进步,使其更好地服务于现代产业发展。
未来稀土冶炼将会更关注环保方面,采用新技术,提高提取效率,实现更加清洁、高效、节能的稀土冶炼过程。
稀土资源简介一、稀土概述稀土一词是历史遗留下来的名称。
稀土元素是从18世纪末叶开始陆续发现,当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土。
稀土一般是以氧化物状态分离出来的,又很稀少,因而得名为稀土。
稀土元素的发现至今已经经历了一个漫长的时期,人们对稀土元素独特的化学性质和物理性质的认识,也经历了一个逐渐深入的过程,因此能合理充分地应用稀土元素。
1、稀土元素的定义及分布稀土元素是指周期表中第57(镧)到71(镥)号原子序的镧系元素,以及第三副族中的钪和钇共17个元素,它们在自然界中共同存在,性质非常相似。
由于这些元素发现的比较晚,又难以分离出高纯的状态,最初得到的是元素的氧化物,它们的外观似土,所以称它们为稀土元素。
除钪和钷外,其余15个元素往往共生。
稀土不是土,是一组典型的金属元素。
稀土在地壳中的含量并不稀少,比常见元素铜、锌、锡、铅、镍等元素要多。
世界已查明的稀土储量为9860万吨,其中中国占36.52%。
我国稀土资源主要分布在具有“稀土之谷”美誉的包头和四川、江西、广东、湖南、广西等地。
其中包头为氟碳铈矿与独居石的混合矿,四川为氟碳铈矿,江西、广东等南方五省为世界罕见的离子型矿,湖南有全国最大的独居石矿。
湖南的稀土资源储量在全国处于前列,且稀土矿种齐全。
主要有独居石矿及离子吸附型稀土矿。
独居石矿储量居全国首位,分布于环洞庭湖地区和岳阳新墙河流域,主要已探明较大矿点有岳阳筻口、华容三朗堰、望湘区(湘阴、岳阳、长沙三县交界之洞庭湖以东区)、临湘詹家桥和平江县南江桥区。
离子吸附型稀土矿储量在全国排在第四,沿南岭山脉分布广泛,在株州炎陵、郴州桂东和资兴、永州江华等地都储量丰富,主要矿点有江华姑婆山、炎陵东风和下村、郴州雪化顶和彭公庙等。
湖南省有特色矿还有郴州汝城益将稀土钪矿,独立钪矿远景资源量1515吨,伴生钪矿远景资源量4063吨,价值巨大。
另外江华、汝城、资兴、炎陵还有褐钇铌矿和磷钇矿。
2、稀土的分类及其冶炼方法稀土元素分为轻稀土和重稀土。
稀土是怎么形成的稀土是一种具有战略意义的金属,《美国新闻与世界报道》称,50年前,世界经济建立在钢、铝和铁之上,而今天,稀土金属正在重塑世界经济。
美国《连线》杂志称,稀土金属是21世纪科技的关键,如果没有它们,人们将不会有智能电话、混合动力车或者精确制导武器。
路透社的报道则举例说,丰田混合动力车普锐斯因节能而大受欢迎,但它所采用的电动马达和电池大量使用稀土金属。
独立商品咨询师、金属行业战略专家利夫特对路透社说,普锐斯是“世界上耗费稀土金属最多的产品”。
他称每部普锐斯发动机需要1公斤钕,每块电池需要10公斤到15公斤镧。
按经济学原理,商品的价格由商品的价值决定,同时受供求关系的影响,当某一势力对一种产品的供应量占有一定的比例时,就会形成某种程度的垄断,从而可以影响这种产品的价格。
铁矿石三巨头之所以敢年年提出令国际钢企发疯的涨价要求,正因他们垄断了世界铁矿石贸易量的70%,从而获得了铁矿石的定价权。
稀土是现代工业、国防及高新技术应用中极为重要的功能性材料,是一种极其珍贵的战略性资源,而中国又几乎是世界稀土唯一的供应商,在国际稀土贸易中所占份额远超铁矿石三巨头在国际铁矿石贸易中所占份额,为什么稀土的国际价格却连年走低呢?我们的稀土,到底比铁矿石差在哪儿呢?稀土一词是历史遗留下来的名称。
稀土元素是从18世纪末叶开始陆续发现,当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土。
稀土一般是以氧化物状态分离出来的,又很稀少,因而得名为稀土。
通常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕称为轻稀土或铈组稀土;把钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥钇称为重稀土或钇组稀土。
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。
目前生产稀土金属常用的原料是它们的氯化物和氟化物。
(1)熔盐电解法工业上大批量生产混合稀土金属一般使用熔盐电解法。
稀土知识介绍简介:稀土资源的性质、特点、赋存状态、分解方法,与稀土金属的生产与制备一、概述稀土一词,是历史遗留下来的名称。
稀土元素是从18世纪末叶开始陆续发现,当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土。
稀土一般是以氧化物状态分离出来的,又很稀少,因而得名稀土。
通常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕,称为轻稀土或铈组稀土;把钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥钇称为重稀土或钇组稀土。
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。
这些稀土元素的发现,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。
二、稀土元素的性质与应用大多数稀土金属呈现顺磁性。
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。
稀土表面积研究是非常重要的,稀土的表面积检测数据只有采用BET 方法检测出来的结果才是真实可靠的,国内目前有很多仪器只能做直接对比法的检测,现在国内也被淘汰了。
目前国内外比表面积测试统一采用多点BET法,国内外制定出来的比表面积测定标准都是以BET测试方法为基础的,参看我国国家标准(GB/T 19587-2004)----气体吸附BET原理测定固态物质比表面积的方法。
稀土是怎样形成的稀土(rare earth)有“工业维生素”的美称。
现如今已成为极其重要的战略资源。
我们大部分人只知道稀土价格昂贵,却不知道它的实际用途。
下面由店铺为你详细解稀土的相关知识。
稀土是怎么形成的:稀土一词是历史遗留下来的名称。
稀土元素是从18世纪末叶开始陆续发现,当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土。
稀土一般是以氧化物状态分离出来的,又很稀少,因而得名为稀土。
通常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕称为轻稀土或铈组稀土;把钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥钇称为重稀土或钇组稀土。
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。
目前生产稀土金属常用的原料是它们的氯化物和氟化物。
稀土的常见类型:原矿独居石独居石(Monazite)又名磷铈镧矿。
化学成分及性质:(Ce,La,Y,Th)[PO4]。
成分变化很大。
矿物成分中稀土氧化物含量可达50~68%。
类质同象混入物有Y、Th、Ca、[SiO4]和[SO4]。
独居石溶于H3PO4、HClO4、H2SO4中。
晶体结构及形态:单斜晶系,斜方柱晶类。
晶体成板状,晶面常有条纹,有时为柱、锥、粒状。
物理性质:呈黄褐色、棕色、红色,间或有绿色。
半透明至透明。
条痕白色或浅红黄色。
具有强玻璃光泽。
硬度5.0~5.5。
性脆。
比重4.9~5.5。
电磁性中弱。
在X射线下发绿光。
在阴极射线下不发光。
生成状态:产在花岗岩及花岗伟晶岩中;稀有金属碳酸岩中;云英岩与石英岩中;云霞正长岩、长霓岩与碱性正长伟晶岩中;阿尔卑斯型脉中;混合岩中;及风化壳与砂矿中。
用途:主要用来提取稀土元素。
产地:具有经济开采价值的独居石主要资源是冲积型或海滨砂矿床。
最重要的海滨砂矿床是在澳大利亚沿海、巴西以及印度等沿海。
此外,斯里兰卡、马达加斯加、南非、马来西亚、中国、泰国、韩国、朝鲜等地都含有独居石的重砂矿床。
稀土是怎么形成的稀土是一种具有战略意义的金属,《美国新闻与世界报道》称,50年前,世界经济建立在钢、铝和铁之上,而今天,稀土金属正在重塑世界经济。
美国《连线》杂志称,稀土金属是21世纪科技的关键,如果没有它们,人们将不会有智能电话、混合动力车或者精确制导武器。
路透社的报道则举例说,丰田混合动力车普锐斯因节能而大受欢迎,但它所采用的电动马达和电池大量使用稀土金属。
独立商品咨询师、金属行业战略专家利夫特对路透社说,普锐斯是“世界上耗费稀土金属最多的产品”。
他称每部普锐斯发动机需要1公斤钕,每块电池需要10公斤到15公斤镧。
按经济学原理,商品的价格由商品的价值决定,同时受供求关系的影响,当某一势力对一种产品的供应量占有一定的比例时,就会形成某种程度的垄断,从而可以影响这种产品的价格。
铁矿石三巨头之所以敢年年提出令国际钢企发疯的涨价要求,正因他们垄断了世界铁矿石贸易量的70%,从而获得了铁矿石的定价权。
稀土是现代工业、国防及高新技术应用中极为重要的功能性材料,是一种极其珍贵的战略性资源,而中国又几乎是世界稀土唯一的供应商,在国际稀土贸易中所占份额远超铁矿石三巨头在国际铁矿石贸易中所占份额,为什么稀土的国际价格却连年走低呢?我们的稀土,到底比铁矿石差在哪儿呢?稀土一词是历史遗留下来的名称。
稀土元素是从18世纪末叶开始陆续发现,当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土。
稀土一般是以氧化物状态分离出来的,又很稀少,因而得名为稀土。
通常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕称为轻稀土或铈组稀土;把钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥钇称为重稀土或钇组稀土。
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。
目前生产稀土金属常用的原料是它们的氯化物和氟化物。
(1)熔盐电解法工业上大批量生产混合稀土金属一般使用熔盐电解法。
这一方法是把稀土氯化物等稀土化合物加热熔融,然后进行电解,在阴极上析出稀土金属。
电解法有氯化物电解和氧化物电解两种方法。
单一稀土金属的制备方法因元素不同而异。
钐、铕、镱、铥因蒸气压高,不适于电解法制备,而使用还原蒸馏法。
其它元素可用电解法或金属热还原法制备。
氯化物电解是生产金属最普通的方法,特别是混合稀土金属工艺简单,成本便宜,投资小,但最大缺点是氯气放出,污染环境。
氧化物电解没有有害气体放出,但成本稍高些,一般生产价格较高的单一稀土如钕、镨等都用氧化物电解。
(2)真空热还原法电解法只能制备一般工业级的稀土金属,如要制备杂质较低,纯度高的金属,一般用真空热还原的方法来制取。
一般是把稀土氧化物先制成氟化稀土,在真空感应炉内用金属钙进行还原,制得粗金属,然后再经过重熔和蒸馏获得较纯的金属,这一方法可以生产所有的单一稀土金属,但钐、铕、镱、铥不能用这种方法。
钐、铕、镱、铥与钙的氧化还原电位仅使氟化稀土产生部分还原。
一般制备这些金属,是利用这些金属的高蒸汽压和镧金属的低蒸气压的原理,将这四种稀土的氧化物与镧金属的碎屑混合压块,在真空炉中进行还原,镧比较活泼,钐、铕、镱、铥被镧还原成金属后收集在冷凝上,与渣很容易分开。
稀土是化学元素。
稀土的作用是什么稀土用途,在军事方面:稀土有工业“黄金”之称,由于其具有优良的光电磁等物理特性,能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料,其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。
比如大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。
而且,稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。
稀土科技一旦用于军事,必然带来军事科技的跃升。
从一定意义上说,美军在冷战后几次局部战争中压倒性控制,以及能够对敌人肆无忌惮地公开杀戮,正缘于稀土科技领域的超人一等。
在冶金工业方面:稀土金属或氟化物、硅化物加入钢中,能起到精炼、脱硫、中和低熔点有害杂质的作用,并可以改善钢的加工性能;稀土硅铁合金、稀土硅镁合金作为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铁件,被广泛用于汽车、拖拉机、柴油机等机械制造业;稀土金属添加至镁、铝、铜、锌、镍等有色合金中,可以改善合金的物理化学性能,并提高合金室温及高温机械性能。
在石油化工方面:用稀土制成的分子筛催化剂,具有活性高、选择性好、抗重金属中毒能力强的优点,因而取代了硅酸铝催化剂用于石油催化裂化过程;在合成氨生产过程中,用少量的硝酸稀土为助催化剂,其处理气量比镍铝催化剂大1.5倍;在合成顺丁橡胶和异戊橡胶过程中,采用环烷酸稀土-三异丁基铝型催化剂,所获得的产品性能优良,具有设备挂胶少,运转稳定,后处理工序短等优点;复合稀土氧化物还可以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。
在玻璃陶瓷方面:稀土氧化物或经过加工处理的稀土精矿,可作为抛光粉广泛用于光学玻璃、眼镜片、显象管、示波管、平板玻璃、塑料及金属餐具的抛光;在熔制玻璃过程中,可利用二氧化铈对铁有很强的氧化作用,降低玻璃中的铁含量,以达到脱除玻璃中绿色的目的;添加稀土氧化物可以制得不同用途的光学玻璃和特种玻璃,其中包括能通过红外线、吸收紫外线的玻璃、耐酸及耐热的玻璃、防X-射线的玻璃等;在陶釉和瓷釉中添加稀土,可以减轻釉的碎裂性,并能使制品呈现不同的颜色和光泽,被广泛用于陶瓷工业。
在新材料方面:稀土钴及钕、铁、硼永磁材料,具有高剩磁、高矫顽力和高磁能积,被广泛用于电子及航天工业;纯稀土氧化物和三氧化二铁化合而成的石榴石型铁氧体单晶及多晶,可用于微波与电子工业;用高纯氧化钕制作的钇铝石榴石和钕玻璃,可作为固体激光材料;稀土六硼化物可用于制作电子发射的阴极材料;镧镍金属是70年代新发展起来的贮氢材料;铬酸镧是高温热电材料;近年来,世界各国采用钡钇铜氧元素改进的钡基氧化物制作的超导材料,可在液氮温区获得超导体,使超导材料的研制取得了突破性进展。
此外,稀土还广泛用于照明光源,投影电视荧光粉、增感屏荧光粉、三基色荧光粉、复印灯粉;在农业方面,向田间作物施用微量的硝酸稀土,可使其产量增加5~10%;在轻纺工业中,稀土氯化物还广泛用于鞣制毛皮、皮毛染色、毛线染色及地毯染色等方面。
稀土用途是稀土的主要使用国,目前中国出口的稀土数量居全球之首,稀土作为许多重大武器系统的关键材料,美国几乎都需从中国进口。
稀土是中国最丰富的战略资源,它是很多高精尖产业所必不可少原料,中国有不少战略资源如铁矿等贫乏,但稀土资源却非常丰富。
在当前,资源是一个国家的宝贵财富,也是发展中国家维护自身权益,对抗大国强权的重要武器。
中国改革开放的总设计师邓小平同志曾经意味深长地说:“中东有石油,我们有稀土。
”在军事方面稀土有工业“黄金”之称,由于其具有优良的光电磁等物理特性,能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料,其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。
比如大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。
而且,稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。
稀土科技一旦用于军事,必然带来军事科技的跃升。
从一定意义上说,美军在冷战后几次局部战争中压倒性控制,以及能够对敌人肆无忌惮地公开杀戮,正缘于稀土科技领域的超人一等。
在冶金工业方面稀土金属或氟化物、硅化物加入钢中,能起到精炼、脱硫、中和低熔点有害杂质的作用,并可以改善钢的加工性能;稀土硅铁合金、稀土硅镁合金作为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铁件,被广泛用于汽车、拖拉机、柴油机等机械制造业;稀土金属添加至镁、铝、铜、锌、镍等有色合金中,可以改善合金的物理化学性能,并提高合金室温及高温机械性能。
在石油化工方面用稀土制成的分子筛催化剂,具有活性高、选择性好、抗重金属中毒能力强的优点,因而取代了硅酸铝催化剂用于石油催化裂化过程;在合成氨生产过程中,用少量的硝酸稀土为助催化剂,其处理气量比镍铝催化剂大1.5倍;在合成顺丁橡胶和异戊橡胶过程中,采用环烷酸稀土-三异丁基铝型催化剂,所获得的产品性能优良,具有设备挂胶少,运转稳定,后处理工序短等优点;复合稀土氧化物还可以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。
在玻璃陶瓷方面稀土氧化物或经过加工处理的稀土精矿,可作为抛光粉广泛用于光学玻璃、眼镜片、显象管、示波管、平板玻璃、塑料及金属餐具的抛光;在熔制玻璃过程中,可利用二氧化铈对铁有很强的氧化作用,降低玻璃中的铁含量,以达到脱除玻璃中绿色的目的;添加稀土氧化物可以制得不同用途的光学玻璃和特种玻璃,其中包括能通过红外线、吸收紫外线的玻璃、耐酸及耐热的玻璃、防X-射线的玻璃等;在陶釉和瓷釉中添加稀土,可以减轻釉的碎裂性,并能使制品呈现不同的颜色和光泽,被广泛用于陶瓷工业。
在新材料方面稀土钴及钕、铁、硼永磁材料,具有高剩磁、高矫顽力和高磁能积,被广泛用于电子及航天工业;纯稀土氧化物和三氧化二铁化合而成的石榴石型铁氧体单晶及多晶,可用于微波与电子工业;用高纯氧化钕制作的钇铝石榴石和钕玻璃,可作为固体激光材料;稀土六硼化物可用于制作电子发射的阴极材料;镧镍金属是70年代新发展起来的贮氢材料;铬酸镧是高温热电材料;近年来,世界各国采用钡钇铜氧元素改进的钡基氧化物制作的超导材料,可在液氮温区获得超导体,使超导材料的研制取得了突破性进展。
此外,稀土还广泛用于照明光源,投影电视荧光粉、增感屏荧光粉、三基色荧光粉、复印灯粉;在农业方面,向田间作物施用微量的硝酸稀土,可使其产量增加5~10%;在轻纺工业中,稀土氯化物还广泛用于鞣制毛皮、皮毛染色、毛线染色及地毯染色等方面。
稀土的主要用途和未来的作用?大多数稀土金属呈现顺磁性。
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。
稀土金属已广泛应用于电子、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。
我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,为发展我国稀土工业提供了坚实的基础。
稀散金属通常是指由镓(Ga)、铟(In)、铊(Tl)、锗(Ge)、硒(Se)、碲(Te)和铼(Re)7个元素组成的一组化学元素。