【知識】稀土的性質及用途

稀土元素系典型的金屬元素，其金屬活潑性僅次於鹼金屬和鹼土金屬。稀土元素的電子層結構和核結構決定了稀土元素及其化合物的性質，而稀土的許多獨特性質，又決定著它們的應用。有關稀土的結構與性質的關係。

稀 土的應用開始於19世紀末，經歷了60多年的開發，因提取工藝複雜，產品價格昂貴，發展速度緩慢，消費量也不大。20世紀50年代以後，稀土分離技術得到 了迅速的發展，近代的離子交換法、溶劑萃取法取代了經典的分級結晶、分步沉澱法，並在工業生產中獲得各種較純的單一稀土產品，從而為稀土的應用奠定了基 礎。近十年，稀土廣泛用於冶金、石油化工、玻璃陶瓷、新材料領域。

在冶金工業方面：稀土金屬或氧化物、矽化物加入鋼中，能起到精 練、脫硫、中和低熔點有害質的作用，並可以改善鋼的加工性能；稀土鐵合金、稀土矽鎂合金作為球化劑生產稀土球墨鑄鐵，由於這種球墨鑄鐵特別適用於生產有特 殊要求的複雜球鐵件，被廣泛用於汽車、拖拉機，柴油機等機械製造業；稀土金屬添加至鎂、鋁、銅、鋅、鎳等有色合金中，可以改善合金的物理化學性能，並提高 合金室溫及高溫機械性能。

在石油化工方面：用稀土製成的分子篩催化劑，具有活性高、選擇性好，抗重金屬中毒能力強的優點，因而取代了矽酸鋁 催化劑用於石油催化裂化過程；在合成氨生產過程中，用少量的硝酸稀土為助催化劑，其處理氣特比鎳鋁催化劑大1.5倍；在合成順丁橡膠和異戊橡膠過程中，采 用環烷酸稀土－三異丁基鋁型催化劑，所獲得的產品性能優良，具有設備掛膠少，運轉穩定，後處理工序短等優點；複合稀土氧化物還可以用作內燃機尾氣淨化催化 劑，環烷酸鈰還可用作油漆催乾劑等。

在玻璃陶瓷方面：稀土氧化物或經過加工處理的稀土精礦，可作為拋光粉廣泛用於光學玻璃、眼鏡片、顯象 管、示波管、平板玻璃、塑膠及金屬餐具的拋光；在熔制玻璃過程中，可利用二氧化鈰對鐵有很強的氧化作用，降低玻璃中的鐵含量，以達到脫除玻璃中綠色的目 的；添加稀土氧化物可以制得不同用途的光學玻璃和特種玻璃，其中包括能通過紅外線、吸收紫外線的玻璃、耐酸及耐熱的玻璃，防X－射線的玻璃等；在陶釉和瓷 釉中添加稀土，可以減輕釉的碎裂性，並能使製品呈現不同的顏色和光澤，被廣泛用於陶瓷工業。

在新材料方面：稀土鈷及釹、鐵、硼永磁材料，具 有高剩磁、高矯頑力和高磁能積，被廣泛用於電子及航太業：純稀土氧化物和三氧化二鐵化合而成的石榴石型鐵氧體單晶及多晶，可用于微波與電子工業；用高純氧 化釹製作的釔鋁石榴石和釹玻璃，可作為固體鐳射材料；稀土六硼化物可用於製作電子發射的陰極材料；鑭鎳金屬是70年代新發展起來的貯氫材料；鉻酸鑭是高溫 熱電材料；近年來，世界各國採用鋇釔銅氧元素改進的鋇基氧化物製作的超導材料，可在液氮溫區獲得超導體，使超導材料的研製取得了突破性進展。

此外，稀土還廣泛用於照明光源，投影電視螢光粉、增感屏螢光粉、三基色螢光粉、複印燈粉；在農業方面，向田間作物施用微量的硝酸稀土，可使其產量增加5%～10%；在輕紡工業中，稀土氯化物還廣泛用於鞣制毛皮、皮毛染色、毛線染色及地毯染色等方面。


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