【知識】稀土礦物的特點
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- 發佈於：2013-02-26, 週二 11:53
- 作者 HJF
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稀土金屬(rareearthmetals)又稱稀土元素，是元素週期表ⅢB族中鈧、釔、鑭系17種元素的總稱，常用R或RE表示。它們的名稱和化 學符號是鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、鉕(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑 (Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、鑥(Lu)。它們的原子序數是21(Sc)、39(Y)、57(La)到71(Lu)。
大 多數稀土金屬呈現順磁性。釓在0℃時比鐵具更強的鐵磁性。鋱、鏑、鈥、鉺等在低溫下也呈現鐵磁性，鑭、鈰的低熔點和釤、銪、鐿的高蒸氣壓表現出稀土金屬的 物理性質有極大差異。釤、銪、釔的熱中子吸收截面比廣泛用於核反應爐控制材料的鎘、硼還大。稀土金屬具有可塑性，以釤和鐿為最好。除鐿外，釔組稀土較鈰組 稀土具有更高的硬度。
稀散金屬通常是指由鎵(Ga)、銦(In)、鉈(Tl)、鍺(Ge)、硒(Se)、碲(Te)和錸(Re)7 個元素組成的一組化學元素。但也有人將銣、鉿、鈧、釩和鎘等包括在內。這7個元素從1782年發現碲以來，直到1925年發現錸才被全部發現。這一組元素 之所以被稱為稀散金屬，一是因為它們之間的物理及化學性質等相似，劃為一組；二是由於它們常以類質同象形式存在有關的礦物當中，難以形成獨立的具有單獨開 采價值的稀散金屬礦床，(最近在四川省石棉縣發現一處以碲為主的碲鉍礦床)；三是它們在地殼中平均含量較低，以稀少分散狀態伴生在其他礦物之中，只能隨開 采主金屬礦床時在選冶中加以綜合回收、綜合利用。
稀土元素在地殼中平均含量為165.35×10-6(黎彤，1976)。在自然界中稀土元 素主要以單礦物形式存在，目前世界上已發現的稀土礦物和含稀土元素的礦物有250多種，其中稀土含量ΣREE＞5.8%的有50～65種，可視為稀土獨立 的礦物。重要的稀土礦物主要為氟碳酸鹽和磷酸鹽。稀土礦物總的特點：一是缺少硫化物和硫酸鹽(只有極個別的)，這說明稀土元素具有親氧性；二是稀土的矽酸 鹽主要是島狀，沒有層狀、架狀和鏈狀構造；三是部分稀土礦物(特別是複雜的氧化物及矽酸鹽)呈現非晶質狀態；四是稀土礦物的分佈，在岩漿岩及偉晶岩中以矽 酸鹽及氧化物為主，在熱液礦床及風化殼礦床中以氟碳酸鹽、磷酸鹽為主。富釔的礦物大部分都賦存在花崗岩類岩石和與其有關的偉晶岩、氣成熱液礦床及熱液礦床 中；五是稀土元素由於其原子結構、化學和晶體化學性質相近而經常共生在同一個礦物中，即鈰族稀土和釔族稀土元素常共存在一個礦物中，但這類元素並非等量共 存，有些礦物以含鈰族稀土為主，有些礦物則以釔族為主。
稀散元素在自然界裏主要以分散狀態賦存在有關的金屬礦物中，如閃鋅礦一般都富含鎘、 鍺、鎵、銦等，個別還含有鉈、硒與碲；黃銅礦、黝銅礦和硫砷銅礦經常富含鉈、硒及碲，個別的還富含銦與鍺；方鉛礦也常富含銦、鉈、硒及碲；輝鉬礦和斑銅礦 富含錸，個別的還富含硒；黃鐵礦常富含鉈、鎵、硒、碲等。
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【知識】稀土改善鋁導線的綜合性能
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- 發佈於：2013-02-26, 週二 11:47
- 作者 HJF
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稀土鋁導線是我國科學家發現的一種能有效提高鋁的導電率等性能指標的方法。稀土元素是鋁、鎂、鋅、銅等有色金屬良好的淨化劑和變質劑，在冶煉過程中添加千分之幾的稀土就可以起到消除有害雜質、細化晶粒和合金化等作用更加顯著，不論是鑄造鋁合金還是加工鋁合金，稀土的加入都起到了改善性能的作用。
在鋁導線中加入稀土可以明顯地提高電線電纜的綜合性能；矽是影響電線導電的主要雜質，而我國的電解鋁中含矽量又較高，使得我國以前生產的鋁導線導電性能常常達不到國際電工委員會的標準，成為長期困擾我國鋁導線行業的一大難題。應用稀土處理鋁的冶煉，可使鋁液中的矽化物從晶界析出，克服了矽的有害影響，明顯地改善了導電性能。同時稀土還能細化晶粒，提高了電線電纜的機械性能和加工性能。我國生產的稀土鋁合金製成的電線電纜，不但導電性能略高於國際電工委員會的標準，而且比普通的鋁導線的強度提高了20％、抗腐蝕性提高了一倍。
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【知識】稀土金屬的儲量和資源
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- 作者 HJF
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目前可經濟利用的稀土礦物主要是氟碳鈰礦、離子吸附型礦、獨居石、磷釔礦、黑稀金礦、磷灰石、鈰鈮鈣鈦礦等。除中國外，俄羅斯、吉爾吉斯斯坦、美國、澳大利亞、印度等地也都有較豐富的稀土資源。自 2002 年開始，由於中國和巴西公佈的稀土資源資料較以往 有較大的變動，致使美國地調局估計的全球稀土儲量由 10000 萬 t 調整為 8800 萬 t，儲量基 礎仍保持 15000 萬 t(表 1)。世界稀土資源豐富，可長期滿足世界的需求。
我國稀土資源分南北兩大塊。北方以輕稀土資源為主，集中在包頭白雲鄂博、四川冕寧等地；南方以中重稀土資源為特點，分佈在江西、廣東、廣西、福建、湖南等省，以罕 見的離子態賦存於花崗岩風化殼層中。根據最近我國稀土資源套改的資料，我國稀土資源經過多年開採，目前儲量為 2074.91 萬 t(美國地調局估計為 2700 萬 t)，查明資源儲量為 8965.05 萬 t(美國地調局估計的儲量基礎 8900 萬 t)。據此資料，我國稀土儲量僅為世界總儲量的23.58%。巴西的獨居石資源主要集中於東部沿海，以前估計儲量為 28 萬 t，2002 年調整為11 萬 t，儲量基礎仍為 31萬 t。
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【知識】稀土在塗料行業中的應用
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- 發佈於：2013-02-26, 週二 11:41
- 作者 HJF
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稀土元素由於其具有特殊的化學活性，可廣泛的應用於稀土塗料中。目前已發現的稀土在塗料工業中的應用可主要歸納為用作催乾劑、稀土固化劑、稀土顏料、稀土保溫塗料等。
一、油漆用催乾劑
在塗料工業中，傳統的催乾劑一般是鈷、錳、鉛、鋅、鈣等金屬的有機酸皂。雖然它們至今仍在塗料中起重要作用，但也存在著諸如催幹效果單一、污染嚴重、價格高等缺陷。
與傳統的催乾劑相比，稀土催乾劑可彌補傳統催乾劑的不足,並能充分發揮自身的優良特性。稀土催乾劑可改善塗料顏色，提高塗膜交聯度、硬度和耐溶劑性，能消除鉛和鈣的污染，克服鈷催乾劑易引起塗料結皮、塗膜起皺等缺陷，價格價格便宜。特別是我國的鈷源奇缺，而稀土資源相當豐富。
國外在上世紀50年代就有稀土催乾劑產品上市，其主要組成是鈰和鋯。我國從上世紀80年代開始，科技工作者陸續研究開發出一系列的稀土油漆催乾劑，已成功用於五大類幾十個品種的油漆生產上。稀土催乾劑通常採用稀土脂肪酸和稀土環烷酸絡合物為原料。它們可以部分甚至全部取代傳統催乾劑中的鉛錳鋅鈣等組分，可明顯減少鈷的用量，既可制得低鉛或無鉛油漆，又能簡化生產工藝過程。所生產出的油漆顏色淺，附著力強，漆膜鮮亮幹實，油漆品質明顯提高。
二、塗料用稀土固化劑
稀土磷酸鹽(RPO4)和稀土硫酸鹽(R2(SO4)3)這兩類稀土鹽均可用作建築塗料的新型高效固化劑，特別是用於水玻璃(矽酸鈉)無機複配系列建築塗料中的效果極佳。此外它們還可使塗料的顏色柔和、漆膜透明度提高、機械性能和耐候性大為改進。這是因為經過稀土鹽類固化劑複配處理之後的塗層能形成巨大網狀分子結構的緣故。
三、稀土蓄光型自發光顏料
傳統的發光顏料通常由鋅、鈣、鋇或鍶的硫化物、少量助熔劑(如氯化鈉)、微量活化劑(如氯化銅)混合並煆燒而製成。近年發現稀土發光顏料有許多優點,其發光亮度比傳統發光顏料要高，餘輝時間也長十倍，特別是我國稀土資源豐富、價廉、給其研究也帶來了有利條件。
我國研製成功稀土蓄光型自發光顏料是一種光致蓄光型發光顏料，是利用特定稀土元素中的5d---4f電子躍遷原理，通過吸收自然光、燈光、紫外光等，貯存能量，在暗處或夜間以可見光的形式釋放能量，實現吸光---發光過程的無限重複。分子組成中，在原稀土元素啟動Eu的基礎上，從敏化和協同的角度出發，添加輔助啟動劑，從而形成陷阱能級，使得材料的發光亮度更高，餘輝時間更長。而且可作為一種添加劑，均勻分佈在各種透明介質中，實現介質的自發光功能，並可顯示出本顏料所具有的明亮色彩，呈現良好的低度應急照明、指示標識和裝飾美化效果。這種顏料本身無毒、無害，不含任何放射性元素，穩定性和耐候性能優良，吸光和發光的過程可以無限次重複。用這種顏料製成的發光製品在黑暗處能自動發光，呈現出良好的低度光亮，指示標誌和裝飾美化效果，可以用於製成塗料、油墨、塑膠、橡膠等，也可絕對安全應用於日用消費品，如服裝、文具、玩具、鐘錶、開關、標牌、裝飾物、工藝品、體育用品。
四、稀土隔熱保溫塗料
稀土複合保溫塗料是繼傳統保溫材料之後的最新保溫塗料。稀土保溫塗料以礦物無機材料為原料，選擇多種助劑以及加入少量稀土元素，不含有機粘結劑。它集保溫隔熱，防水，防腐於一體以導熱係數低，粘結力強，使用厚度小，施工簡便等優點．
五、新型抗菌保健納米生態塗料
主要在基料中加入複合型的金屬氧化物銀、鋅、銅納米粒子抗菌劑，在填料中加入具有遠紅外輻射特性的氧化鋁、氧化鈣、氧化鋅納米粒子，在固化劑中創造性地加入富有光催化作用的二氧化鈦及稀土啟動物氧化鋅，從而使塗料本身具有低成本高性能的塗裝特性，同時具有持久的抗菌、殺菌功能，在6小時內殺菌率達到100％、以及空氣淨化功能，消除有害氣體VOC、甲醛等，且長效地產生負氧離子促進人體健康功能等特性，是實現居室生態住宅具有良好的室內外空氣品質和較強的生物氣候調節功能，滿足了人們生活所需的舒適環境，使人、建築、生態環境之間形成一個良性迴圈的生態住宅系統。
六、納米綠色鋼化漆
納米綠色光化漆由稀土改性納米TiO2光觸媒、膠粘劑、固化劑和填料均勻混合而成，具有無毒、無味、消毒、殺菌、可降解有害物質、無污染、性能穩定、儲存期長、硬度高、耐擦洗、耐碰撞的性質。納米綠色鋼化漆性能優越，成本低廉，便於工業化生產，並且在生產和施工過程中對環境均沒有污染，屬於綠色產品，具有很好的經濟效益和社會效益。
我國稀土資源豐富,其開發應用前途廣闊。稀土在塗料行業中的應用也越來越廣泛。
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【知識】稀土油漆催乾劑
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油漆是用途十分廣泛的塗料，從橋樑、房屋建築到各種車輛和機械設備，從家庭門窗、傢俱到豐富多彩的兒童玩具，都要使用油漆。因為油漆對金屬和木材不但有防銹、防潮和防腐等作用，還具有特殊的美化功能。
油 漆催乾劑是油漆工業中不可缺少的助劑。一般把能加快油漆氧化、聚合而促進乾燥成膜的有機酸金屬皂稱做油漆催乾劑。凡是採用不飽和動植物脂肪酸為原料製造的 油漆，如果不加入催乾劑，油漆的漆膜就很難自然乾燥，往往需要數天甚至數月，而加入催乾劑則可縮短到幾小時，即可乾燥成膜。需要加入催乾劑的油漆品種有油 脂漆、天然樹脂漆、瀝青漆、酚醛漆、醇酸漆等五大類以及部分氧基、環氧、聚氨脂、改性有機矽等品種。這些品種的油漆約占我國油漆總產量的70%。
稀 土是鑭、鈰、鐠、釹、釔等17種金屬元素的總稱，由於它們具有特殊的化學活性，可用做製造油漆催乾劑。油漆製造業傳統採用鈷／鉛系列催乾劑，通常還加有 錳、鋅、鈣等多種金屬元素。鈷和錳能與油漆中的抗氧化物生成沉澱，促進不飽和脂肪酸中的雙鍵自動氧化，使漆膜乾燥固化，所以通常把鈷和錳作為主催乾劑成 分；而鉛錳鋅鈣鋇等金屬離子不能單獨起催乾劑，但他們可以促進鈷和錳的催幹作用，被用做助催乾劑。鈷／鉛系列催乾劑的主要缺點是，鉛有毒並使產品易產生沉 澱，而鈷價格昂貴，我國資源少，主要依靠進口。鈷錳還呈顯異色，會影響清漆和淺色漆的色彩品質。特別是鉛由於毒性大，會損害人體健康和污染環境，國際上對 油漆含鉛量都加以嚴格限制，尤其是用在兒童玩具和傢俱上的各種油漆。開發少鈷無鉛催乾劑便成為油漆製造業的一個重要課題。人們早就發現，某些稀土有機絡合 物對油漆具有良好的催幹性能，但由於以前稀土價格昂貴而難以採用。我國是世界上稀土資源最豐富的國家，隨著稀土科技進步和生產的飛速發展，稀土價格有了大 幅度下降，為稀土催乾劑的開發應用創造了有利條件。
從80年代開始，我國科技工作者陸續研究開發出一系列的稀土油漆催乾劑，已成功用於五大 類幾十個品種的油漆生產上。稀土催乾劑通常採用稀土脂肪酸和稀土環烷酸絡合物為原料。它們可以部分甚至全部取代傳統催乾劑中的鉛錳鋅鈣等組分，可明顯減少 鈷的用量，既可制得低鉛或無鉛油漆，又能簡化生產工藝過程。所生產出的油漆顏色淺，附著力強，漆膜鮮亮幹實，油漆品質明顯提高，取得了良好的經濟和環境效 益。
近年來，北京紅獅塗料公司還研製開發出完全不含鈷和鉛的新型稀土複合催乾劑，能達到原先多種催乾劑一起合用的催幹效果，並具有用量少、 成本低，顏色淺和漆膜品質好等優點。在避免鉛毒的同時，還節省了昂貴的鈷，為我國油漆製造業闖出一條新路。目前我國稀土催乾劑的年用量3000余噸，應用 的各類油漆15-20萬噸。得天獨厚的稀土資源為我國油漆製造業的發展增添了活力。
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