稀有金属和稀土金属有什么区别?分别包括哪些金属?

稀有金属:人们也称之为“稀有金属”,因为在地壳中的含量相对较少或分散。例如铌、钽、锆、镥、金、镭、铪、铀等。

稀土金属:

1.稀土元素是镧系稀土元素的总称,包括钪Sc、钇Y和镧La、铈Ce、镨Pr、钕nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu、钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、钇。

“稀土”一词是从18世纪开始使用的名称,因为当时用于提取这类元素的矿物十分稀少,得到的氧化物难以熔化、溶于水和分离,其外观酷似“土壤”,所以被称为稀土。稀土元素分为“轻稀土元素”和“重稀土元素”:

“轻稀土元素”是指原子序数较小的钪Sc、钇Y、镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu。

“重稀土元素”是原子序数较大的钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb和镥Lu。

二。稀土资源和储量

由于稀土元素的活性,它成为亲石元素,其天然金属无水或硫化物尚未在地壳中发现。最常见的形式是复合氧化物、水合或无水硅酸盐、水合或无水磷酸盐、磷硅酸盐、碳氟化合物和氟化物。因为稀土元素的离子半径、氧化态和其他所有元素都差不多,因为

在矿物中,它们经常与其他元素一起出现。

中国稀土资源占世界稀土资源的80%,以氧化物(REO)计达到3600万吨,远景储量实际为6543.8+亿吨。

中国的稀土资源分为南北两块。

——北方:轻稀土资源,集中在包头白云鄂博特等地,后来在四川冕宁发现。主要含有镧、铈、镨、钕和少量钐、铕、钆等元素;

——南方:中重稀土资源,分布于江西、广东、广西、福建、湖南等省,以稀有离子状态赋存于花岗岩风化壳中,主要含钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱。

中国的稀土行业也分为南北两大生产体系。

——在北方,以包头稀土高科公司和甘肃稀土公司为轴心,形成了以包头稀土资源为主,四川资源为辅的轻稀土产品生产体系。骨干企业有核工业202厂、包头鲁西罗纳稀土有限公司、包头合发稀土厂、包头稀土冶炼厂、哈尔滨稀土材料厂、四川稀土材料厂、四川什邡吉大化工厂、安宁河稀土冶炼厂。主要产品有稀土精矿、稀土硅铁合金、混合稀土化合物、精矿和混合金属。稀土精矿生产能力、处理和加工能力达到5万吨(reach氧化物计算)。

——上海跃龙有色金属有限公司是南方的龙头,构成了江西、广东两省以离子型稀土资源为主的中重稀土生产体系。重点企业包括广州珠江冶炼厂、广东阳江稀土厂、江苏新威集团、江苏溧阳方正稀土总厂、江阴嘉华稀土冶炼厂、江苏蒋菲稀土冶炼厂、江西龙南稀土公司、江西寻乌稀土公司、江西稀土公司、江西核工业713矿等主要产品为各种高纯单一稀土化合物和金属、精矿、混合金属和合金。总分离规模已超过10 000吨,北方轻稀土原料大规模加工分离已经开始。

四、稀土元素的应用范围

目前,稀土元素的应用正在蓬勃发展,已经延伸到科学技术的各个方面,特别是现代一些新型功能材料的开发和应用,稀土元素已经成为不可或缺的原材料。

1.稀土元素在传统工业中的应用

-农业:目前有稀土农学、稀土土壤学、稀土植物生理学、稀土健康毒理学、稀土微量分析。稀土作为植物生长和生理调节剂,具有增产、改善品质和抗逆三大特性。同时,稀土是低毒物质,对人畜无害,对环境无污染;合理使用稀土可以增强作物的抗旱、抗涝和抗倒伏能力。目前我国农田稀土应用面积为5000-7000万亩/年,为粮、棉、豆、油、糖6-8亿公斤。直接经济效益10-15亿元,年消耗稀土1100-120。

-冶金工业:稀土广泛应用于冶金工业,约占稀土总量的1/3。稀土元素在高温下易与氧和硫反应生成氧化物、硫化物和硫氧化合物,熔点高,可塑性小。在钢液中加入稀土可以起到脱硫、脱氧的作用,改变夹杂物的形态,改善钢的常温和低温韧性和断裂,降低部分钢的热脆性,提高加热的可加工性和焊接件的牢固性。

稀土用作石墨球化剂和形核剂,抑制铸铁中的有害元素,提高铸件质量,大大提高铸件的机械性能。主要用于锭模、轧辊、铸管、异形零件四个方面。

在有色合金中的应用,对各种有色金属基合金都有很好的效果,提高了合金的物理机械性能。铝、镁和铜是应用最广泛的系列。

-石油化工领域:石油裂化工业用稀土分子筛裂化催化剂的特点是活性高、选择性好、汽油产率高。稀土在这方面被大量使用。

-玻璃工业:稀土在玻璃工业中有三种应用:玻璃着色、玻璃脱色和制备具有特殊性能的玻璃。用于玻璃着色的稀土氧化物包括钕(带紫色光泽的粉红色),镨玻璃为绿色(制作滤镜)。二氧化铈可以将玻璃中黄绿色的亚铁氧化成三价并脱色,避免了过去氧化砷的毒性,还可以加入氧化钕进行物理脱色。铈玻璃(防辐射玻璃)、镧玻璃(光学玻璃)等稀土特种玻璃。

-陶瓷工业领域:可以在陶瓷、瓷釉中加入稀土,减少釉裂,使其有光泽。稀土主要用作陶瓷的颜料。由于稀土元素具有未填充的4f电子,可以吸收或发射紫外和可见红外区不同波长的光,发射每个光区的范围较小,导致陶瓷的颜色更柔和更纯粹,色调新颖,光洁度好。比如黄色、紫色、绿色、粉色、橙色、棕色、黑色等等。稀土氧化物可用于制作耐高温透明陶瓷(用于激光等领域)和耐高温坩埚(冶金)。

——电光源行业:稀土作为荧光灯的发光材料,是一种节能光源,特点是光效好、光色好、寿命长。与白炽灯相比,可节电75-80%。

2.稀土元素在高科技产业中的应用

-显示器的发光材料:稀土元素中的钇和铕是红色荧光粉的主要原料,广泛应用于彩电、计算机和各种显示器。目前,我国彩电用红粉年产量为300-400吨,电脑显示器用红粉年产量为50-100吨,以满足国内3500万根彩色显像管和近百万台显示器的需求。

磁性材料:钕、钐、镨、镝等。是制造现代超级永磁材料的主要原料。它们的磁性比普通永磁材料高4-10倍,广泛应用于电视、电声、医疗器械、磁悬浮列车、军工等高科技领域。据专家预测,到本世纪末,这类材料的产值将达到35亿美元。我市南开大学研发的具有自主知识产权的钕铁硼永磁材料就属于这一类,目前正在与建大集团合作产业化。

——储氢材料:MMNi5(MM是混合稀土金属)和LaNi5,稀土和过渡元素的金属间化合物,是优良的吸氢材料,被称为氢海绵。其最成功的应用是制造二次电池——金属氢化物电池,即镍氢电池。其等体积充电容量是目前广泛使用的镍镉电池的两倍,充放电循环寿命和输出电压与镍镉电池相同,但没有镉污染。我市南开大学在储氢材料研发方面有很大优势。通过863项目,和平湾公司开始了镍氢电池的产业化。

-激光材料:稀土离子是固体激光材料和无机液体激光材料最重要的激活剂,其中掺Nd3+的激光材料研究最多。除了钇铝石榴石(YAG)、铝酸钇(YAP)玻璃等衬底外,高稀土浓度的激光材料可称之为特殊应用材料。

-精密陶瓷:氧化钇稳定截齿是一种性能优异的结构陶瓷,可用于制作各种特殊用途的刀、剪;它可用于制造汽车发动机,因为它具有导热系数高、膨胀系数低、热稳定性好、发动机马力大、节油等优点,且在65438±0650℃时不降低劳动强度。

-催化剂:除了制造石油裂化催化剂,稀土广泛用于许多化学反应。如稀土氧化物LaO3、Nd2O3、Sm2O3用于环己烷脱氢制苯,LnCoO3代替铂用于催化氨氧化制硝酸。它也用作合成异戊二烯橡胶和顺式聚丁二烯橡胶的催化剂。

为了解决当前的城市空气污染问题,应该氧化汽车尾气中的CH和CO,减少NOX。稀土元素是汽车尾气净化催化剂的主要原料。我们化工研究院在这方面有很强的优势,可以推动形成一个汽车尾气净化器产品。

-高温超导材料:近年来的研究表明,许多单一稀土氧化物和一些混合稀土氧化物是高温超导材料的重要原料。一旦HTS材料投入实际应用,整个世界都将发生翻天覆地的变化。目前,我国在稀土超导材料研究方面取得了重大突破。