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  go酒窩 2007-03-20 00:00:00

  一、稀土元素 稀土元素是鑭系元素系稀土類(lèi)元素群的總稱(chēng)，包含鈧Sc、釔Y及鑭系中的鑭La、鈰Ce、鐠Pr、釹Nd、钷Pm、釤Sm、銪Eu、釓Gd、鋱Tb、鏑Dy、鈥Ho、鉺Er、銩Tm、鐿Yb、镥Lu，共17個(gè)元素。 “稀土”一詞是十八世紀(jì)沿用下來(lái)的名稱(chēng)，因?yàn)楫?dāng)時(shí)用于提取這類(lèi)元素的礦物比較稀少，而且獲得的氧化物難以熔化，也難以溶于水，也很難分離，其外觀酷似“土壤”，而稱(chēng)之為稀土。稀土元素分為“輕稀土元素”和“重稀土元素”： “輕稀土元素”指原子序數(shù)較小的鈧Sc、釔Y和鑭La、鈰Ce、鐠Pr、釹Nd、钷Pm、釤Sm、銪Eu。 “重稀土元素”原子序數(shù)比較大的釓Gd、鋱Tb、鏑Dy、鈥Ho、鉺Er、銩Tm、鐿Yb、镥Lu。 二、稀土資源及儲(chǔ)備狀況 由于稀土元素性質(zhì)活躍，使它成為親石元素，地殼中還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)它的天然金屬無(wú)水或硫化物，Z常見(jiàn)的是以復(fù)雜氧化物、含水或無(wú)水硅酸鹽、含水或無(wú)水磷酸鹽、磷硅酸鹽、氟碳酸鹽以及氟化物等形式存在。由于稀土元素的離子半徑、氧化態(tài)和所有其它元素都近似，因 此在礦物中它們常與其它元素一起共生。 我國(guó)稀土資源占世界稀土資源的80%，以氧化物(REO)計(jì)達(dá)3 600萬(wàn)噸，遠(yuǎn)景儲(chǔ)量實(shí)際是1億噸。 我國(guó)稀土資源分南北兩大塊。 ——北方：輕稀土資源，集中在包頭白云鄂博特等地，以后在四川冕寧又有發(fā)現(xiàn)。主要含鑭、鈰、鐠、釹和少量釤、銪、釓等元素； ——南方：中重稀土資源，分布在江西、廣東、廣西、福建、湖南等省，以罕見(jiàn)的離子態(tài)賦存與花崗巖風(fēng)化殼層中，主要含釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、釔和鑭、釹等元素。 我國(guó)的稀土工業(yè)也分為南北兩大生產(chǎn)體系。 ——北方以包鋼稀土高科公司和甘肅稀土公司為軸心，構(gòu)成了以包頭稀土資源為主，四川資源為輔的輕稀土產(chǎn)品生產(chǎn)體系。骨干企業(yè)有核工業(yè)202廠、包頭鹿西羅納稀土有限公司、包頭市和發(fā)稀土廠、包頭市稀土冶煉廠、哈爾濱稀土材料廠、四川稀土材料廠、四川什邡吉大化工廠、安寧河稀土冶煉廠等。主要產(chǎn)品有稀土精礦、稀土硅鐵合金、混合稀土化合物、富集物、混合金屬等。稀土精礦的生產(chǎn)能力和處理、加工能力達(dá)50 000噸(REO—氧化物計(jì)算)。 ——南方以上海躍龍有色金屬有限公司為龍頭，構(gòu)成了以江西、廣東兩省離子型稀土資源為主的中重稀土生產(chǎn)體系。骨干企業(yè)有廣州珠江冶煉廠、廣東陽(yáng)江稀土廠、江蘇新威集團(tuán)、江蘇溧陽(yáng)方正稀土總廠、江陰加華稀土冶煉廠、江蘇江飛稀土冶煉廠、江西龍南稀土公司、江西尋烏稀土公司、江西省稀土公司、江西核工業(yè)713礦等。主要產(chǎn)品為各種高純單一稀土化合物和金屬、富集物、混合金屬和合金。分離總規(guī)模已超過(guò)10 000噸，并開(kāi)始大規(guī)模加工分離北方輕稀土原料。 四、稀土元素的應(yīng)用范圍 目前稀土元素的應(yīng)用蓬勃發(fā)展，已擴(kuò)展到科學(xué)技術(shù)的各個(gè)方面，尤其現(xiàn)代一些新型功能性材料的研制和應(yīng)用，稀土元素已成為不可缺少的原料。 1、稀土元素在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用 ——農(nóng)業(yè)領(lǐng)域：目前發(fā)展有稀土農(nóng)學(xué)、稀土土壤學(xué)、稀土植物生理學(xué)、稀土衛(wèi)生毒理學(xué)和稀土微量分析學(xué)等學(xué)科。稀土作為植物的生長(zhǎng)、生理調(diào)節(jié)劑，對(duì)農(nóng)作物具有增產(chǎn)、改善品質(zhì)和抗逆性三大特征；同時(shí)稀土屬低毒物質(zhì)，對(duì)人畜無(wú)害，對(duì)環(huán)境無(wú)污染；合理使用稀土，可使農(nóng)作物增強(qiáng)抗旱、抗?jié)澈涂沟狗芰?。?dāng)前我國(guó)農(nóng)田施用稀土面積達(dá)5 000—7 000萬(wàn)畝/年，為國(guó)家增產(chǎn)糧、棉、豆、油、糖等6—8億公斤，直接經(jīng)濟(jì)效益為10—15億元，年消費(fèi)稀土1 100—1 200噸。 ——冶金工業(yè)領(lǐng)域：稀土在冶金工業(yè)中應(yīng)用量很大，約占稀土總用量的1/3。稀土元素容易與氧和硫生成高熔點(diǎn)且在高溫下塑性很小的氧化物、硫化物以及硫氧化合物等，鋼水中加入稀土，可起脫硫脫氧改變夾雜物形態(tài)作用，改善鋼的常、低溫韌性、斷裂性、減少某些鋼的熱脆性并能改善加熱工性和焊接件的牢固性。 稀土在鑄鐵中作為石墨球化劑、形核劑核對(duì)有害元素的控制劑，提高鑄件質(zhì)量，對(duì)鑄件的機(jī)械性能有很大改善，主要用于鋼錠模、軋錕、鑄管和異型件四個(gè)方面。 在有色合金方面應(yīng)用，對(duì)以有色金屬為基的各種合金都有良好的作用，改善合金的物理和機(jī)械性能。應(yīng)用Z多的使鋁、鎂、銅三個(gè)系列。 ——石油化工領(lǐng)域：稀土用于石油裂化工業(yè)中的稀土分子篩裂化催化劑，特點(diǎn)是活性高、選擇性好、汽油的生產(chǎn)率高。稀土在這方面的用量很大。 ——玻璃工業(yè)領(lǐng)域：稀土在玻璃工業(yè)中有三個(gè)應(yīng)用：玻璃著色、玻璃脫色和制備特種性能的玻璃。用于玻璃著色的稀土氧化物有釹(粉紅色并帶有紫色光澤)、鐠玻璃為綠色(制造濾光片)等；二氧化鈰可將玻璃中呈黃綠色的二價(jià)鐵氧化為三價(jià)而脫色，避免了過(guò)去使用砷氧化物的毒性，還可以加入氧化釹進(jìn)行物理脫色；稀土特種玻璃如鈰玻璃(防輻射玻璃)、鑭玻璃(光學(xué)玻璃)。 ——陶瓷工業(yè)領(lǐng)域：稀土可以加入陶瓷和瓷釉之中，減少釉和破裂并使其具有光澤。稀土更主要用做陶瓷的顏料，由于稀土元素有未充滿的4f電子，可以吸收或發(fā)射從紫外、可見(jiàn)到紅外光區(qū)不同波長(zhǎng)的光，發(fā)射每種光區(qū)的范圍小，導(dǎo)致陶瓷的顏色更柔和、純正，色調(diào)新穎，光潔度好。如黃色、紫羅蘭色、綠色、桃紅色、橙色、棕色、黑色等。稀土氧化物可以制造耐高溫透明陶瓷(應(yīng)用于激光等領(lǐng)域)、耐高溫坩堝(冶金)。 ——電光源工業(yè)領(lǐng)域：稀土作為熒光燈的發(fā)光材料，是節(jié)能性的光源，特點(diǎn)是光效好、光色好、壽命長(zhǎng)。比白熾燈可節(jié)電75—80%。 2、稀土元素在高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用 ——顯示器的發(fā)光材料：稀土元素中釔、銪是紅色熒光粉的主要原料，廣泛應(yīng)用于彩色電視機(jī)、計(jì)算機(jī)及各種顯示器。目前，我國(guó)年產(chǎn)彩電紅粉300—400噸，計(jì)算機(jī)顯示器紅粉50—100噸，以滿足國(guó)產(chǎn)3 500萬(wàn)支彩顯管和近百萬(wàn)支顯示器的需求。 ——磁性材料：釹、釤、鐠、鏑等是制造現(xiàn)代超級(jí)永磁材料的主要原料，其磁性高出普通永磁材料4—10倍，廣泛應(yīng)用于電視機(jī)、電聲、YL設(shè)備、磁懸浮列車(chē)及軍事工業(yè)等高新技術(shù)領(lǐng)域。據(jù)專(zhuān)家預(yù)測(cè)，本世紀(jì)末此類(lèi)材料產(chǎn)值將達(dá)到35億美元。我市南開(kāi)大學(xué)研究開(kāi)發(fā)出擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的釹鐵硼永磁材料就屬此類(lèi)，現(xiàn)正與肯達(dá)集團(tuán)合作進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化。 ——儲(chǔ)氫材料：稀土與過(guò)渡元素的金屬間化合物MMNi5(MM為混合稀土金屬)和LaNi5是優(yōu)良的吸氫材料，被稱(chēng)為氫海綿。其Z為成功的應(yīng)用是制造二次電池——金屬氫化物電池，即鎳氫電池。其等體積充電容量是目前廣泛使用的鎳鎘電池的2倍，充放電循環(huán)壽命和輸出電壓與鎳鎘電池一樣，但沒(méi)有了鎘污染。我市南開(kāi)大學(xué)在儲(chǔ)氫材料研究開(kāi)發(fā)上有很大優(yōu)勢(shì)，通過(guò)863項(xiàng)目，和平海灣公司已開(kāi)始了鎳氫電池產(chǎn)業(yè)化工作。 ——激光材料：稀土離子是固體激光材料和無(wú)機(jī)液體激光材料的Z主要的激活劑，其中以摻Nd3+的激光材料研究得Z多，除釔鋁石榴石(YAG)、鋁酸釔(YAP)玻璃等基質(zhì)外，高稀土濃度激光材料可能稱(chēng)為特殊應(yīng)用的材料。 ——精密陶瓷：氧化釔部分穩(wěn)定的氧化鎬是性能十分優(yōu)異的結(jié)構(gòu)陶瓷，可制作各種特殊用途的刀剪；可以制作汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)，因其具有高導(dǎo)熱、低膨脹系數(shù)、熱穩(wěn)定性能好、在1 650℃下工作強(qiáng)度不降低，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)馬力大、省燃料等優(yōu)點(diǎn)。 ——催化劑：稀土除用于制造石油裂化催化劑外，廣泛應(yīng)用于很多化學(xué)反應(yīng)，如稀土氧化物L(fēng)aO3、Nd2O3和Sm2O3用于環(huán)己烷脫氫制苯，用LnCoO3代替鉑催化氧化氨制硝酸。并在合成異戊橡膠、順丁橡膠的生產(chǎn)中作為催化劑。 汽車(chē)尾氣需要將CH、CO氧化，對(duì)NOX進(jìn)行還原處理，以解決目前城市空氣污染問(wèn)題。稀土元素是汽車(chē)尾氣凈化催化劑的主要原料。我市化工研究院在這方面有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，可推動(dòng)形成一個(gè)汽車(chē)尾氣凈化器產(chǎn)品。 ——高溫超導(dǎo)材料：近幾年研究表明，許多單一稀土氧化物及其某些混合稀土氧化物是高溫超導(dǎo)材料的重要原料。一旦高溫超導(dǎo)材料進(jìn)入實(shí)用，整個(gè)世界將起翻天覆地的變化。目前，我國(guó)在稀土超導(dǎo)材料的成材研究方面取得了有意義的突破。

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  147783175chao 2017-09-28 00:00:00

  江西贛州是“稀土王國(guó)”占全世界的百分之80 稀土元素分離的新方法 譯自：《SCIENCE》 前言：稀土元素及其化合物在現(xiàn)代技術(shù)中占有重要的地位，但其單一元素的分離卻是一項(xiàng)復(fù)雜的過(guò)程。2000年國(guó)際Z具權(quán)威的學(xué)術(shù)期刊Science雜志發(fā)表了日本科學(xué)家Uda等人的一篇論文（289卷，2326-2329頁(yè)），提供了一種全新方法，大大簡(jiǎn)化了稀土分離的步驟，為降低稀土的高昂價(jià)格提供了一個(gè)令人振奮的機(jī)會(huì)。他們通過(guò)控制稀土不同氧化態(tài)以及利用二鹵、三鹵化物揮發(fā)性的差異來(lái)達(dá)到稀土元素分離的目的。這不僅僅是有趣的科學(xué)現(xiàn)象，同時(shí)也將對(duì)稀土生產(chǎn)以及以其為原料的材料和器件的制造業(yè)產(chǎn)生重大影響。英國(guó)劍橋大學(xué)的Fray教授對(duì)此論文進(jìn)行了權(quán)威評(píng)述，發(fā)表在同期的2326-2329頁(yè)，現(xiàn)摘譯如下。 “稀土元素”這一稱(chēng)謂源自早期的觀點(diǎn)，當(dāng)時(shí)認(rèn)為這些元素只能從非常稀有的材料中分離得到。然而地質(zhì)勘察結(jié)果表明這些元素在地殼中儲(chǔ)量相當(dāng)豐富，例如鈰的儲(chǔ)量高于鈷，釔的儲(chǔ)量高于鉛，镥和銩儲(chǔ)量與銻、汞、銀相當(dāng)。但是由于它們的物理、化學(xué)性質(zhì)比較接近，稀土元素通常在地殼中聚集出現(xiàn)，這使得它們的分離非常困難。正因?yàn)槿绱?，僅僅是分離和鑒定出所有的稀土元素就用了從1839到1907年的將近70年時(shí)間。稀土元素在現(xiàn)代科技中占有重要地位，但與其它金屬相比，稀土元素非常昂貴。稀土氧化物的價(jià)格根據(jù)其稀少程度和萃取方法的不同，從$20/kg到$7000/kg不等，而稀土金屬又比其氧化物大約貴$80/kg。這種狀況完全是由于稀土元素難于分離造成的。傳統(tǒng)的稀土分離是基于溶劑萃取和離子交換的過(guò)程，這些方法很繁瑣，近年來(lái)也只有一些很小的改進(jìn)，沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的改變。在傳統(tǒng)工藝中，富含稀土元素的礦石首先要經(jīng)過(guò)濃酸或濃堿溶解，這是Z簡(jiǎn)單的一步，而隨后稀土元素進(jìn)一步的分離則是無(wú)機(jī)化學(xué)中一個(gè)巨大的難點(diǎn)。目前有兩種方法已經(jīng)用于商業(yè)生產(chǎn)中，一種是以固－液系統(tǒng)為基礎(chǔ)，利用分步結(jié)晶或沉淀法分離，另一種則以液－液系統(tǒng)為基礎(chǔ)，利用離子交換或溶劑萃取的方法達(dá)到分離。20世紀(jì)60年代以來(lái)，液－液萃取成為較流行的工藝路線。在這種方法中，稀土元素首先被分離進(jìn)入酸性有機(jī)相?，F(xiàn)代工藝中通常要求有機(jī)相含有可互溶的兩相，因?yàn)楦哒承缘幕钚越M分（萃取劑）必須得以溶解以保證兩相混合均勻。然而，液－液萃取分離的效率通常較低，且需要多次循環(huán)。例如Molycorp提取氧化銪了的流程（如圖）就顯示了這種方法的復(fù)雜性，每一級(jí)的分離系數(shù)只有2～10。與之相比，Uda等人所報(bào)道的新方法中分離系數(shù)高達(dá)500～600，因而極大地減少了分離步驟。他們是通過(guò)將不同鹵化物的合成熱力學(xué)與揮發(fā)度二者差異的wan美結(jié)合而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的。 稀土元素在冶金、燃料電池、玻璃和制陶染色以及磁體生產(chǎn)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。在冶金工業(yè)中，將“混合稀土金屬”（從混合氧化物中直接還原得到的一種稀土金屬混合物）加入熔融鐵水或有色金屬中，可以改進(jìn)金屬的機(jī)械性質(zhì)。例如用鎂等有色金屬替代鐵，可以制造更為輕便道交通工具。低溫燃料電池需要儲(chǔ)氫，使用鑭－鎳合金可以達(dá)到這個(gè)目的。高溫燃料電池使用稀土氧化物穩(wěn)定的氧化鋯作為電解質(zhì)，一些電極材料也含有稀土元素。同樣的電解質(zhì)若用于氧傳感器，可以用來(lái)控制內(nèi)燃機(jī)，以及測(cè)量熔化的鐵水和銅水中的氧含量。而且，利用釓合金的磁熱效應(yīng)可以在不同系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)磁致冷或磁致熱。目前，稀土氧化物Z大的用途仍然是有色玻璃和陶瓷。加入釹可使玻璃從藍(lán)色變成酒紅色，加鐠可變成綠色，加鉺可變成粉紅色，加鈥可變成藍(lán)色。將稀土與其它元素結(jié)合，可以生成其它顏色，比如，鈦和鈰結(jié)合生成黃色。稀土元素應(yīng)用增長(zhǎng)Z快的領(lǐng)域是對(duì)其磁性的應(yīng)用。釤－鈷合金和釹－鐵－硼合金是非常穩(wěn)定的磁體，它們有很高的剩磁和矯頑力。這些磁體是構(gòu)成硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)和耳塞的必需部分。稀土元素的應(yīng)用很有可能會(huì)繼續(xù)增加，但是許多應(yīng)用被這些元素高昂的價(jià)格所限制。Uda等人報(bào)道的新方法將會(huì)使稀土元素的分離方法向更為簡(jiǎn)單、便捷的方向發(fā)展，進(jìn)一步降低稀土價(jià)格，為這些獨(dú)特的元素開(kāi)辟更加廣闊的應(yīng)用前景。（參考文獻(xiàn)略） 中間有圖，可以發(fā)E-Mail給你

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  贍斂壩附4072 2017-09-25 00:00:00

  　　稀土生產(chǎn)流程方法： 　　一、酸溶車(chē)間： 　　就是把外面進(jìn)來(lái)的料液（碳酸稀土混合物）放進(jìn)酸里邊溶解，現(xiàn)在一邊是設(shè)備里操作了，運(yùn)行比較簡(jiǎn)單，以前人工處理調(diào)配時(shí)候很難的。 　　二、分離車(chē)間： 　　“重型稀土萃取車(chē)間、輕型稀土萃取車(chē)間、氯化釔車(chē)間”主要是進(jìn)行分離（根據(jù)在幾種酸的不同溶解度），把前面的碳酸稀土分離成單個(gè)元素的硝酸、氯化物、碳酸物。這幾種也可以進(jìn)行銷(xiāo)售。 　　三、碳成車(chē)間：把氯化硝酸化物中加入碳銨，行程碳酸稀土。這個(gè)碳酸稀土也可以進(jìn)行銷(xiāo)售，不過(guò)量比較小。 　　四、隧道窯、滾窯： 　　這兩套設(shè)備主要對(duì)碳酸稀土進(jìn)行燒結(jié)成稀土氧化物。生產(chǎn)出來(lái)的稀土氧化物也可以直接進(jìn)行銷(xiāo)售。 　　五、倉(cāng)庫(kù)制水車(chē)間：俗稱(chēng)鍋爐房，這個(gè)應(yīng)該出的是軟水，也就是蒸餾水，在具體生產(chǎn)中用到此水，因?yàn)檫@里邊沒(méi)有雜七雜八的物質(zhì)。 　　六、這些生產(chǎn)出來(lái)的氯化稀土料液碳酸稀土料液，氧化物，純?cè)?，都算是稀土的初、粗加工?　　七、酸溶-萃取分離-碳沉-燒結(jié)，這個(gè)是后端工藝流程，前段有：稀土精礦-烘干焙燒-水浸中和板框壓濾-澄清-碳銨沉淀-碳酸稀土。

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