近些年,稀土被廣泛提及。其實很多人并不真正了解稀土。
稀土是土嗎
稀土還真的不是土,它是地地道道的金屬。那為什么管它叫稀土,而不叫它稀金屬呢?
稀土一詞,是歷史遺留的產物。18世紀末,人們常常把不溶于水的固體氧化物稱為土,例如將氧化鋁稱為陶土,氧化鈣稱為堿土。稀土通常是通過相應氧化物借助化學法分離出來的,當時發現的稀土礦物較少,所以稱為稀土。
最早發現稀土元素的是芬蘭化學家加多林。1794年,他通過長時間研究一塊來自瑞典于特比小島、形似瀝青的重質礦石,最終發現了第一種稀土元素——釔。
稀土都有誰
稀土是元素周期表57—71號的15種鑭系元素,加上與它們性質相近的21號鈧和39號釔的總稱,共17種元素。
從1794年加多林分離出釔到1947年馬林斯基等制得钷(pǒ),歷時150多年,其中大部分稀土元素是歐洲礦物學家、化學家、冶金學家等發現制取的,钷則是美國人馬林斯基、格蘭德寧和科列爾用離子交換分離,在鈾裂變產物中獲得的。根據物理化學性質和分離工藝的要求,科學家往往把17種稀土元素分為輕、重兩組。輕稀土元素包括:鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤,以及銪。重稀土元素包括:釓(gá)、鋱(tè)、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、鈧,以及釔。
生活中常見的稀土元素有4種:鑭、鈰、鐠,以及釹,像打火機里的打火石,主要成分就是鑭和鈰的合金,由于其化學性質活潑,在空氣中極易氧化,所以稍加摩擦或敲打就會起火燃燒。
稀土稀有嗎
表示稀土元素的那些漢字,一個個都很生僻,所以人們想當然認為它們肯定也特別稀有,其實并不是。
稀土元素在地殼中的含量遠遠超過許多寶貴的元素。拿最稀有的稀土元素——原子序數為69的銩來說,它在地殼中的儲量是黃金儲量的100多倍;而最不稀有的稀土元素——原子序數為58的鈰,它的儲量是黃金儲量的1.5萬倍。地球上稀土總儲量加起來甚至超過銅的儲量。
不過,在礦物學家眼中,它們確實很稀有。這是由成礦特點決定的,它們通常以相對較低的密集度分散在地球各處。在自然界中,稀土一般富集在花崗巖、堿性巖、堿性超基性巖中,很難單獨成礦。稀土礦床較少,工業開采成本較高,所以顯得很稀有。
中國、美國、印度、俄羅斯、澳大利亞、南非、埃及,以及加拿大等國家稀土資源都很豐富。
我國是名副其實的稀土資源大國,不但儲量豐富,而且具有礦種和稀土元素齊全、稀土品位及礦點分布合理等優點。我國稀土礦產量全球第一,同時也是稀土出口第一大國。2022年,全球總計有30萬噸稀土礦產量,其中70%來自中國。內蒙古的白云鄂博礦是世界最大的稀土礦,號稱“稀土之都”。
稀土很貴嗎
既然它們并不稀有,那價格應該也不貴吧?不,稀土有“工業黃金”之稱,有一部分含有稀土元素的物質價格非常昂貴。比如,氧化銪每噸的價格一般都有十幾萬,就是說購買1千克氧化銪需要100多塊錢,比銅、鐵、鋁等常見金屬要貴得多。
稀土有啥用
稀土的用處太多了。
幾乎各行各業都需要使用稀土,稀土是新材料制造的重要依托,也是關系尖端國防技術開發的關鍵性資源,是不亞于石油的戰略物質,被稱為“萬能之土”。
稀土元素具有無法取代的磁、光、電性能,是改進產品結構、提高科技含量、促進行業技術進步的重要元素,已廣泛應用于電子、石油化工、冶金、機械、能源、輕工、環境保護,以及農業等領域,又被稱為“工業維生素”。
在軍事工業上,稀土的應用可以使飛機、坦克、核彈性能顯著提高,是電子、激光、超導等諸多高科技的潤滑劑,能帶來軍事科技的躍升;在石油化工上,稀土可以制成分子篩催化劑,活性高、抗重金屬性能強;在冶金工業上,鋼中加入稀土,可以大幅度改善鋼的加工性能;在玻璃、陶瓷方面,稀土被廣泛用于光學玻璃、眼鏡片、顯像管及金屬餐具的拋光;在農業方面,應用稀土可以提高植物的葉綠素含量,還能促進種子萌發。
稀土還被應用于各種各樣的數碼產品,包括視聽、攝影、通信等多種數碼設備,在綠色能源、醫療、交通等多個領域也大放異彩。稀土資源非常珍貴,而且不可再生,我們有理由'有義務保護和利用好稀土資源。