【概述】
它是稀土元素周期表中的镧系元素& mdash镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy、钪(Sc)和钇(Y)是17种元素,称为稀土元素。简称稀土(re或R)。
[稀土分类]
轻稀土元素(也称为铈组):镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕和钆。
重稀土(又称钇族):铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。
铈组和钇组的区别在于,分离矿物得到的稀土混合物,往往因铈或钇的比例高而得名。
稀土金属又称稀土元素,是元素周期表ⅲB族中钪、钇和镧系17种元素的总称,常以R或re表示。它们的名称和化学符号是钪(sc)、钇(Y)、镧(la)、铈(ce)、镨(pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(eu)、钆(Gd), 它们的原子序数是21(Sc)、39(Y)、57(La)到71(Lu)。
[名字的由来]
稀土这个名词是历史遗留下来的名字。稀土元素是从18世纪末发现的,当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土壤。稀土通常是以氧化物的状态分离出来的,而且很稀有,所以命名为稀土。镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕通常称为轻稀土或铈组稀土;钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇称为重稀土或钇族稀土。根据稀土元素理化性质的异同,有的除钪外分为三组(有的将钪归为一种稀有元素),即轻稀土组为镧、铈、镨、钕、钷;中稀土组为钐、铕、钆、铽、镝;稀土族是钬、铒、铥、镱、镥和钇。
这些稀土元素的发现持续了150多年,从1794年芬兰人J.Gadolin分离出钇,到1947年美国人J. A. Malinschi制造出钷。大多数稀土元素是由欧洲的一些矿物学家、化学家和冶金学家发现和制造的。钷是美国的马林斯基、L.E .格兰登宁和C.D .科瑞尔通过离子交换分离从铀裂变产物的稀土元素中获得的。过去人们认为自然界中不存在钷。直到1965年,芬兰一家磷酸盐厂在处理磷灰石时发现了微量的钷。
[稀土元素的特性和应用]
大多数稀土金属是顺磁性的。钆在0℃时具有比铁更强的铁磁性。铽、镝、钬和铒在低温下也表现出铁磁性。镧、铈的低熔点和钐、铕、镱的高蒸气压表现出稀土金属物理性质的巨大差异。钐、铕和钇的热中子吸收截面大于镉和硼,它们被广泛用作核反应堆的控制材料。稀土金属有可塑性,钐和镱最好。除镱外,钇组稀土的硬度比铈组稀土高。
稀土已广泛应用于电子、石油化工、冶金、机械、能源、轻工、环保、农业等领域。稀土可用于生产荧光材料、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、磁制冷材料、磁光存储材料、光纤材料等。
中国稀土矿产资源丰富,成矿条件优越,堪称得天独厚,探明储量居世界第一,为中国稀土产业发展提供了坚实基础。
[稀土矿物的主要特征]
地壳中稀土元素的平均含量为165.35×104;0-6(李彤,1976)。在自然界中,稀土元素主要以单一矿物的形式存在。目前世界上发现的稀土矿物和含稀土元素的矿物有250多种,其中稀土含量&适马;REE & gt5.8%有50 ~ 65种,可视为稀土独立矿物。重要的稀土矿物主要是碳氟化合物和磷酸盐。稀土矿物的一般特征是:一是硫化物和硫酸盐很少(只有少数),表明稀土元素是喜氧的;二、稀土硅酸盐以岛状为主,无层状、框架和链状结构;一些稀土矿物(尤其是复合氧化物和硅酸盐)是无定形的;第四,稀土矿物的分布,主要是岩浆岩和伟晶岩中的硅酸盐和氧化物,主要是热液矿床和风化壳矿床中的碳氟化合物和磷酸盐。富钇矿物大多产于花岗岩及相关伟晶岩、气成热液矿床和热液矿床中。第五,稀土元素由于原子结构、化学和晶体化学性质相似,往往共存于同一矿物中,即铈稀土元素和钇稀土元素往往共存于同一矿物中,但这些元素并不以等量共存。有些矿物主要含铈稀土元素,有些矿物主要含钇。
目前已发现的稀土矿物和含稀土元素的矿物有250多种,适合当今选冶条件的工业矿物只有10多种:
1)含铈稀土(镧、铈、钕)矿物:氟碳铈矿、氟碳铈矿、氟碳铈矿和独居石。
2)富含钐、钆的矿物:硅铍钇、铌钇、黑色稀有金矿石。
3)含有钇族稀土元素(钇、镝、铒、铥等)的矿物。):磷钇矿、氟碳铈矿、钇易分解石、褐钇矿、黑色稀有金矿。
在自然界中,稀有元素主要分布在相关的金属矿物中,如闪锌矿中富含镉、锗、镓、铟等。,有些还含有铊、硒、碲。黄铜矿、黝铜矿、黄铜矿往往富含铊、硒、碲,有的还富含铟、锗。方铅矿还富含铟、铊、硒和碲。钼矿石和斑铜矿富含铼,其中一些还富含硒。黄铁矿往往富含铊、镓、硒、碲等。
目前,虽然已发现近200种稀有元素矿产,但具有工业开采价值的独立矿床很少。到目前为止,仅发现了罕见的独立锗矿床、硒矿床和碲矿床,但矿床规模都不大。
