【知識】高純稀土的生產及應用

一、高純稀土生產狀況

稀土元素由於其特殊的電子結構，使得它們的物理性質和化學性質都很相似，因此將它們分離就很難，分離出高純單一的稀土就更難。高純單一稀土的一般概念是：認為稀土純度在99.99%--99.999%(4N-5N)，純度在99.9999%(6N)以上，稱為超高純。

我國的稀土資源非常豐富，但在八十年代的時候，我國所用的高純稀土和稀土試劑都要進口，價格也非常昂貴。在稀土分離技術上，國外對我國嚴格保密，而且拒絕轉讓。因此獨立開發生產高純稀土勢在必行，對提高我國的稀土產品檔次，增加稀土資源的附加值，有積極的現實意義。

目前工業化稀土分離主要採用溶劑萃取技術，該技術在八十年代日趨成熟，而廣泛應用於稀土分離工業，應用該技術生產的稀土純度一般在此99.95%以下,個別元素(La,Ce,Y)能達到4N-5N，但要生產4N--6N的其他稀土元素，萃取技術就顯得力不從心了，所以採用離子交換技術就能顯出它的優勢。因此，萃取技術和離子交換技術在稀土分離中，是一種互補的技術手段，萃取技術適合大規模的（數百噸）稀土分組分離，而離子交換技術則適用於小規模的（數噸）高純稀土製備。

九十年代初，我公司和國內的一些高校及研究機構合作，開展高效離子交換技術分離高純稀土的中試和工業化嘗試，經過上百次的試驗，獲得了可靠的工藝參數，確定了合理的工藝流程，後來順利實現工業化生產。就現有的生產設備和工藝技術，在國內處於領先地位，也是國內唯一商業化運轉生產高純和超高純稀土產品的設備。在國際上也只有日本，美國和英國有這種技術生產高純稀土，因此，我們的產品達到了國際水準。產品經過國內外用戶的使用，獲得很高的評價，對我們的產品品質都非常滿意。

二、高純稀土的應用前景

由於稀土元素有非常豐富的4f電子結構，表現出許多光、電、磁的特性，在高科技光電磁材料中，有著不可替代的作用，被譽為二十一世紀的新材料的“寶庫“，目前大量使用的彩電螢光粉，Ni-H電池，高性能磁性材料等，都是稀土在高科技應用中的典範。而高純稀土的應用主要集中在發光材料領域，如：螢光粉、發光粉、晶體材料、光纖材料、光學玻璃等，還有在電子材料、超磁致伸縮材料高科技領域。隨著光電子通訊技術的高速發展，對光電材料要求越來越高，特別對高純稀土的需求也越來越大，發展前景十分美好。

1、晶體材料：主要用>5N的Pr6O11、Nd2O3、Er2O3、Ho2O3、Tm2O3、Lu2O3，Y2O3等。90%以上的鐳射晶體需要摻雜這些高純稀土。

2、光纖材料：用>5N的Er2O3摻雜的光纖，製作長距傳輸光纖放大器，6N-7N的LaF3潛在的新型光纖（研究階段）。

3、光學玻璃：用4N-5N的La2O3、Nd2O3、Er2O3、Pr6O11等，製造高級光學玻璃及鐳射玻璃。

4、發光材料：用>4N的Eu2O3、Tb4O7、Gd2O3、Dy2O3>5N的Y2O3製造顯示器的彩粉、節能燈粉、自發光粉等，現正在開發使用的高清晰顯示器（PDP）所用的純度及粒度要求更高，需求也較大。還有>5N的Sc、Tm、Dy、Ho用於大型鹵光燈。

5、電子材料：主要有可擦拭磁光記錄材料（>4N的Tb、Dy），磁泡存貯材料（>4N的Gd）。在電子陶瓷材料、陰極發射材料、超導材料、發光二極體、高級電容器、閃爍晶體材料等，都不同程度需用高純稀土。

6、超磁致伸縮材料：是一種非常具有潛力的智慧材料，目前主要用於軍事，主要使用高純的Tb、Dy。總之，高純稀土在高科技材料各個領域，佔有十分重要的地位，應用的領域不斷擴大，對純度要求不斷提高，應用數量也不斷增加，前景非常美好，是稀土產品的發展方向。


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