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稀土无处不在,你知道它为何被称为文章来源:科普中国 发布时间:2019-07-19

作为不可再生的稀缺战略性资源,稀土早已走进人们的生活,小到手机、陶瓷颜料,大到航空航天、军事工业,处处都有稀土的身影。那么稀土到底是什么?为什么稀土会被称为工业味精呢?

  首先让我们了解一下什么是稀土。很多人认为稀土是一种“特殊的土”,这种观念是错误的。稀土是化学周期表中镧系元素和钪、钇共十七种金属元素的总称。自然界中有250种稀土矿,人们习惯把它们分为轻稀土与重稀土两种类型。轻稀土包括:镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕,重稀土包括:钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。稀土在自然界中大部分以稀土矿形式存在,需要通过复杂的冶炼提取过程才能被我们使用。常见的稀土矿有磷铈镧矿、氟碳铈矿、磷钇矿、镧钒褐帘石等,常见的成品有碳酸氯化稀土、磷矿稀土、混合稀土等。

  介绍了这么多种类,相信大家对稀土种类的广泛性有了一定认识,那么它们都有什么作用呢?这要从稀土“工业味精”的称号说起。稀土由于卓越的光电磁物理特性,能和许多材料组成很多种不同的新型材料,被广泛运用在各行各业中。如同味精给菜肴增色提鲜的作用一般,稀土也为许多产品提高了质量和性能。在军事方面,稀土大幅度提高了铝合金、镁合金、钛合金的战术性能;在冶金工业,稀土可以改善钢的加工性能,稀土还可以改善合金的物理化学性能;在石油化工工业,稀土制成的分子筛催化剂代替了硅酸铝催化剂;在玻璃陶瓷方面,稀土对超导陶瓷、压电陶瓷、导电陶瓷等领域贡献丰富;在农业方面,稀土元素可以提高植物的绿叶素含量,增强光合作用,促进植物生长发育。

  这样用途多样的稀土,成为了各国争相研究的对象。值得庆贺的是,我国是稀土大国,占据了全球70%以上的重稀土资源。不过,虽然我国是稀土大国,在早年间也是“稀土弱国”,之前稀土分离提纯核心技术一直被牢牢掌握在世界少数国家手中,我们还要高价从其手中购买深加工的稀土产品。值得关注的是,中科院海西研究院厦门稀土材料研究所孙晓琦团队,设计制备了新型苯氧羧酸类萃取剂,该型萃取剂可以定量萃取低浓度稀土,与稀土形成固体萃合物,并可以反复萃取和循环使用。基于该类萃取剂,结合溶剂萃取法和化学沉淀法的优势,开发出了全新的萃取—沉淀法工艺,使我国在稀土采选分离技术上保持全球领先地位。