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【分享】【冶金应用】稀土元素

pfz1985

2010/05/28

稀土元素是从比较稀少的矿物中发现的，“土”原指不溶于水的物质，故称稀土。英文Rare Earth Element(简写RE或R）。
稀土家族是来自镧系的15个元素，加上与镧系相关密切的钪和钇共17种元素。它们是：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。你若想用中文呼唤这个家族的某个成员，不用管那贴在一旁的“金”，直接喊边上的“名”，包你八九不离十。
稀土是一个神奇的家族。天然的稀土元素常常是结伴同行，人们必须想方设法才能把它们分离。人类在认知稀土的早期，常常在得到某种稀土元素时，却不知道还有别的“顽皮”的元素隐藏其中，或者无法将不愿分手的伙伴分开。比如“镧”就是在“铈”中发现的，它的名字“La”就是希腊语“隐藏”一词的缩写。 “镨钕”在希腊语中意为“双生子”，“镨钕”是在“镧”中间发现的，而40年以后，它们才得以被分离成两个元素，所以一个就叫“镨”，另一个则取名“钕”。还有，“钐”是在“镨钕”中发现的，“钆”又是在“钐”中发现的……。
由于特殊的原子结构，稀土家族的成员非常的活泼，且个个身手不凡，魔力无边。它们与其他元素结合，便可组成品类繁多、功能千变万化、用途各异的新型材料，且性能翻番提高，被称作当代的“工业味精”。
稀土元素的组成（Rare Earth Element）
周期系ⅢB族中原子序数为21、39和57～71的17种化学元素的统称。其中原子序数为57～ 71的15种化学元素又统称为镧系元素。稀土元素包括钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥。通常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕称为轻稀土元素[1]；钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇称为重稀土元素。稀土元素是历史遗留下来的名称，通常把不溶于水的固体氧化物叫做土，而在18世纪，这17种元素都是很稀少的尚未被大量发现，因而得名为稀土元素。现已查明，它们并不稀少，特别是中国的稀土资源十分丰富，有开采价值的储量占世界第一位。从1794年芬兰J加多林从瑞典斯德哥尔摩附近的于特比镇发现钇开始，一直到1947年美国JA马林斯基从铀的裂变产物中分离出钷，共经历150多年。
已经发现的稀土矿物有250种以上，最重要的有氟碳铈镧矿[（Ce，La）FCO3]、独居石[CePO4，Th3（PO4）4]、磷钇石（YPO4）、黑稀金矿[(Y，Ce，Ca) (Nb，Ta，Ti)2O6]、硅铍钇矿（Y2FeBe2Si2O10）、褐帘石[（Ca，Ce）2(Al，Fe)3Si3O12]、铈硅石[（Ce，Y，Pr）2Si2O7·H2O]。
周期表中IIIB族钪、钇和镧系元素之总称，包括钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Tb)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。其中钷是人造放射性元素。在自然界中主要矿物有独居石、铈硅石、铈铝石、黑稀金矿和磷酸钇矿。因其天然丰度小，又以氧化物或含氧酸盐矿物共生形式存在，故得名。他们都是很活泼的金属，性质极为相似，常见化合价+3，其水合离子大多有颜色，易形成稳定的配化合物。溶剂萃取和离子交换是目前分离稀土的较好方法。镧、铈、镨、钕等轻稀土金属，由于熔点较低，在电解过程可呈熔融状态在阴极上析出，故一般均采用电解法制取。可用氯化物和氟化物两种盐系，前者以稀土氯化物为原料加入电解槽，后者则以氧化物的形式加入。常用的氯化物体系为KCl-RECl3他们在工农业生产和科研中有广泛的用途，在钢铁、铸铁和合金中加入少量稀土能大大改善性能。用稀土制得的磁性材料其磁性极强，用途广泛。在化学工业中广泛用作催化剂。稀土氧化物是重要的发光材料、激光材料

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江南烟雨中孤独的狼

第1楼2010/05/28

谢谢分享看你的发帖准备发个专集吧

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huzifu0720

第2楼2010/05/28

好资料，谢谢楼主提供分享

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xy642316

第3楼2010/05/30

我国稀土生产的两大基地：北方的包头，南方的赣州。

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xy642316

第4楼2010/05/30

北方稀土以镧、铈为主，称为轻稀土；南方稀土以钇最具特色，称为重稀土。
xy642316(xy642316) 发表:我国稀土生产的两大基地：北方的包头，南方的赣州。

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xy642316

第5楼2010/05/30

重稀土钇在铸造生产中有极为重要的作用：100mm以上的厚大断面铸件必不可少，就是应用了钇的抗球墨衰退能力强的特点。

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分
该帖子已被版主-平凡人加2积分，加2经验;加分理由:很专业！

pfz1985

第6楼2010/05/30

楼上的很精通啊！

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xy642316

第7楼2010/05/30

稀土在炼钢生产中的应用：
1、净化钢水：在钢水中加入稀土，因稀土元素易与氧、硫、铅等有害元素生成熔点高的化合物上浮，可以起到净化钢的效果。
2、提高钢的性能：由于稀土元素的原子很容易填补在晶粒及缺陷中，并生成能阻碍晶粒继续生长的膜，从而提高钢的性能。

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江南烟雨中孤独的狼

第8楼2010/05/30

您好，能发帖详细说明吗？
xy642316(xy642316) 发表:重稀土钇在铸造生产中有极为重要的作用：100mm以上的厚大断面铸件必不可少，就是应用了钇的抗球墨衰退能力强的特点。

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平凡人

第9楼2010/05/31

这位版友对稀土应用非常了解，欢迎发贴与大家分享！
xy642316(xy642316) 发表:稀土在炼钢生产中的应用：
1、净化钢水：在钢水中加入稀土，因稀土元素易与氧、硫、铅等有害元素生成熔点高的化合物上浮，可以起到净化钢的效果。
2、提高钢的性能：由于稀土元素的原子很容易填补在晶粒及缺陷中，并生成能阻碍晶粒继续生长的膜，从而提高钢的性能。

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熊猫宝宝

第10楼2010/05/31

稀土在医学上有应用吗?

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