中国稀土资源开发利用现状
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- 发布于 2013年1月07日 星期一 14:38
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据工业和信息化部的统计数据，2008年，我国共生产稀土矿12.5万吨，同比增长3.5%；冶炼分离产品13.5万吨，同比增长7.1%；出口的冶炼分离产品3.46万吨，同比减少23.7%。2008年稀土全行业实现产值245.3亿元，同比减少14.71亿元。我国稀土产业呈现出“乱采滥挖、无序开发、新建稀土项目过多过快”的乱象。全国从事稀土矿开采、冶炼分离的企业高达169家，其中，中小型企业居多，部分企业的生产能力只有几百吨甚至几十吨。由于国内对稀土产品的需求有限，这些生产企业的产品只能涌向出口这一条“单行道”。我国稀土产业的这种出口乱象也被国际市场一些居心叵测的买家所利用，趁机向下打压稀土产品价格，并把从中国低价购买的中低档稀土产品打包储存，以备将来之需。
一、白云鄂博矿
白云鄂博矿是稀土与铁、铌、钍等元素共生的综合矿床，稀土矿主要分布在该矿的主、东、西三个铁矿体中，东部接触带和主、东矿体下盘的稀土白云岩中，主、东矿稀土矿化强烈、萤石化白云岩稀土含量最高，铁矿化白云岩次之，稀土含量向深部有增高趋势。其它矿区，如主、东矿上下盘白云岩、西矿区、东介勒格勒和都拉哈拉矿区虽远景储量较大，自东向西品位有下降趋势，目前尚不能作为稀土矿加以利包头稀土矿将由白云鄂博矿山逐渐转移到包钢选矿厂尾矿坝，尾矿坝将成为稀土矿的贮存地。所以保护好尾矿坝的稀土资源至关重要，确保我国稀土工业可持续发展，保证2020年以后的若干年内，使中国稀土储量仍然保持世界储量第一位的优势。包头市目前共有三家稀土选矿厂，年选稀土精矿能力为10万t（以REO计），产品为氟碳铈一独居石混合精矿，品位（REO）为：34.5%、45%、50%、60%等类型，根据市场需求生产。包头稀土矿产品产量占全国稀土矿产品产量约54%，但稀土选矿厂仍不能满负荷生产。进入选矿厂的氧化铁矿石含稀土6%左右，选铁后稀土品位上升到9%～12%，经选稀土后的最终尾矿稀土品位仍为5%左右，与未选别稀土的磁铁矿选铁尾矿混合（约90%的稀土）排入尾矿坝，约1%的稀土（REO）进入铁精矿（含ThO20.008%～0.01%），经高炉冶炼到高炉渣中送渣堆存。
二、四川凉山稀土矿
四川自1960年在冕宁三岔河发现稀土矿后，于1986年开始对稀土矿进行普查和详查。至今已初步查明四川省稀土矿29处，分属9种成因类型。稀土矿产资源集中于攀西地区，大多分布于凉山彝族自治州的冕宁、西昌、德昌等县市，构成了一个南北长约300km的稀土资源集中区，集中分布在冕宁县的牦牛坪和德昌县的大陆槽。
牦牛坪稀土矿床规模居各矿床之首，矿床的工业矿物绝大部分为氟碳铈矿，其次为氟碳钙铈矿，少量硅钛铈矿等，矿石中80%REO集中在氟碳铈矿内。该稀土矿中镧、铈、镨、钕轻稀土占98%以上，中重稀土配分仅为1%～2%，是典型的氟碳铈矿。其中铕、钇较国外同类矿床含量高，并且稀土矿物单一矿石易选易炼。
四川稀土开发利用始于1989年，109地质队与冕宁县合作，对牦牛坪稀土矿试探性的开采。经过近20多年的发展，产量迅速上升，已具有一定规模。今后四川稀土采矿应该在合理有序的条件下开采。
现在凉山州冕宁县政府已引进江西铜业集团对牦牛坪稀土矿山采矿、选矿进行整合，整合后会达到科学有序规模开采。
三、山东微山稀土矿
该矿位于山东省微山县塘湖乡境内，1958年～1962年先后由原济南地质局和802队放射性航测时发现，平均地质品位3.13%，属石英－重晶石－碳酸盐稀土矿床，矿物及脉石成分简单，以氟碳铈矿及氟碳钙铈矿为主，伴生有重晶石、方解石、石英、萤石等，稀土矿物嵌布粒度较粗，一般在0.5mm～0.04mm，属易磨易选矿石。
微山稀土选矿厂正式建厂于1982年，规模小。1991年至2001年，生产REO为45%～50%的稀土精矿。由于采矿转入井下开采，原矿稀土品位降低以及其他原因，2002年以后稀土精矿生产量锐减，市场份额极低。
四、南方七省风化壳淋积型稀土矿
20世纪60年代末期，中国风化壳淋积型稀土矿被发现，首先在江西省龙南足洞发现离子吸附重稀土矿及寻乌河岭离子吸附稀土矿后，相继在福建、湖南、广东、广西等南岭地区均有发现，但以江西比较集中量大。风化壳淋积型稀土矿一离子吸附型稀土矿是一种国外未见报导过的中国独特的新型稀土矿床。经20多年的研究，查明该类型矿具有分布地面广，储量大，放射性低，开采容易，提取稀土工艺简单，生产成本低，产品质量好等特点。风化淋积型稀土矿系含稀土花岗岩或火山岩经多年风化而形成，矿体覆盖浅，矿石较松散，颗粒很细。在矿石中的稀土元素80%～90%呈离子状态吸附在高岭土、埃洛石和水云母等粘土矿物上；吸附在粘土矿物上的稀土阳离子不溶于水或乙醇，但在强电解质（如NaCl，（NH4）2SO4，NH4Cl，NH4Ac等）溶液能发生离子交换并进入溶液和具有可逆反应。
风化壳淋积型稀土矿开采和利用始于1970年，1970年至1999年风化壳淋积型稀土矿基本采用池浸生产技术生产，池浸生产资源利用率按26%计，
2000年至2003年池浸和原地浸矿生产各占50%，原地浸矿生产资源利用率70%。2004年至2008年全部生产采用原地浸矿技术累计生产，资源利用率75%。
稀土元素-铒（Er）
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- 发布于 2013年1月07日 星期一 14:34
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铒（Er）
1843年，瑞典的莫桑德发现了铒元素（Erbium）。铒的光学性质非常突出，一直是人们关注的问题：
1、Er3+在1550nm处的光发射具有特殊意义，因为该波长正好位于光纤通讯的光学纤维的最低损失，铒离子（Er3+） 受到波长980nm、1480nm的光激发后，从基态4I15/2跃迁至高能态4I13/2，当处于高能态的Er3+再跃迁回至基态时发射出1550nm 波长的光，石英光纤可传送各种不同波长的光，但不同的光光衰率不同，1550nm频带的光在石英光纤中传输时光衰减率最低（0.15分贝/公里），几乎为 下限极限衰减率。因此，光纤通信在1550nm处作信号光时，光损失最小。这样，如果把适当浓度的铒掺入合适的基质中，可依据激光原理作用，放大器能够补 偿通讯系统中的损耗，因此在需要放大波长1550nm光信号的电讯网络中，掺铒光纤放大器是必不可少的光学器件，目前掺铒的二氧化硅纤维放大器已实现商业 化。据报道，为避免无用的吸收，光纤中铒的掺杂量几十至几百ppm。光纤通信的迅猛发展，将开辟铒的应用新领域。
2、另外掺铒的激光晶体及其输出的1730nm激光和1550nm激光对人的眼睛安全，大气传输性能较好，对战场的硝烟穿透能力较强，保密性好，不易被敌人探测，照射军事目标的对比度较大，已制成军事上用的对人眼安全的便携式激光测距仪。
3、Er3+加入到玻璃中可制成稀土玻璃激光材料，是目前输出脉冲能量最大，输出功率最高的固体激光材料。
4、Er3+还可做稀土上转换激光材料的激活离子。
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稀土元素-镝（Dy）
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- 发布于 2013年1月07日 星期一 13:56
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镝（Dy）
1886年，法国人波依斯包德莱成功地将钬分离成两个元素，一个仍称为钬，而另一个根据从钬中“难以得到”的意思取名为镝（dysprosium）。镝目前在许多高技术领域起着越来越重要的作用，镝的最主要用途是：
1、作为钕铁硼系永磁体的添加剂使用，在这种磁体中添加2～3%左右的镝，可提高其矫顽力，过去镝的需求量不大，但随着钕铁硼磁体需求的增加，它成为必要的添加元素，品位必须在95%～99.9%左右，需求也在迅速增加。
2、镝用作荧光粉激活剂，三价镝是一种有前途的单发光中心三基色发光材料的激活离子，它主要由两个发射带组成，一为黄光发射，另一为蓝光发射，掺镝的发光材料可作为三基色荧光粉。
3、镝是制备大磁致伸缩合金铽镝铁（Terfenol）合金的必要的金属原料，能使一些机械运动的精密活动得以实现。
4、镝金属可用做磁光存贮材料，具有较高的记录速度和读数敏感度。
5、用于镝灯的制备，在镝灯中采用的工作物质是碘化镝，这种灯具有亮度大、颜色好、色温高、体积小、电弧稳定等优点，已用于电影、印刷等照明光源。
6、由于镝元素具有中子俘获截面积大的特性，在原子能工业中用来测定中子能谱或做中子吸收剂。
7、Dy3Al5O12还可用作磁致冷用磁性工作物质。随着科学技术的发展，镝的应用领域将会不断的拓展和延伸。
稀土元素-钬（Ho）
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- 发布于 2013年1月07日 星期一 14:32
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钬（Ho）
十九世纪后半叶，由于光谱分析法的发现和元素周期表的发表，再加上稀土元素电化学分离工艺的进展，更加促进了新的稀土元素的发现。1879年，瑞典人克利夫发现了钬元素并以瑞典首都斯德哥尔摩地名命名为钬（holmium）。
钬的应用领域目前还有待于进一步开发，用量不是很大，最近，包钢稀土研究院采用高温高真空蒸馏提纯技术，研制出非稀土杂质含量很低的高纯金属钬Ho/ΣRE＞99.9%。目前钬的主要用途有：
1、用作金属卤素灯添加剂，金属卤素灯是一种气体放电灯，它是在高压汞灯基础上发展起来的，其 特点是在灯泡里充有各种不同的稀土卤化物。目前主要使用的是稀土碘化物，在气体放电时发出不同的谱线光色。在钬灯中采用的工作物质是碘化钬，在电弧区可以 获得较高的金属原子浓度，从而大大提高了辐射效能。
2、钬可以用作钇铁或钇铝石榴石的添加剂。
3、掺钬的钇铝石榴石（Ho：YAG）可发射2μm激光，人体组织对2μm激光吸收率高，几乎 比Hd：YAG高3个数量级。所以用Ho YAG激光器进行医疗手术时，不但可以提高手术效率和精度，而且可使热损伤区域减至更小。钬晶体产生的自由光束可消除脂肪而不会产生过大的热量，从而减少 对健康组织产生的热损伤，据报道美国用钬激光治疗青光眼，可以减少患者手术的痛苦。我国2μm激光晶体的水平已达到国际水平，应大力开发生产这种激光晶 体。
4、在磁致伸缩合金Terfenol-D中，也可以加入少量的钬，从而降低合金饱和磁化所需的外场。
5、另外用掺钬的光纤可以制作光纤激光器、光纤放大器、光纤传感器等等光通讯器件在光纤通信迅猛的今天将发挥更重要的作用。
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稀土元素-铽（Tb）
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- 发布于 2013年1月07日 星期一 13:54
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铽（Tb）
1843年瑞典的莫桑德（Karl G.Mosander）通过对钇土的研究，发现铽元素（Terbium）。铽的应用大多涉及高技术领域，是技术密集、知识密集型的尖端项目，又是具有显著经济效益的项目，有着诱人的发展前景。主要应用领域有：
1、荧光粉用于三基色荧光粉中的绿粉的激活剂，如铽激活的磷酸盐基质、铽激活的硅酸盐基质、铽激活的铈镁铝酸盐基质，在激发状态下均发出绿色光。
2、磁光贮存材料，近年来铽系磁光材料已达到大量生产的规模，用Tb－Fe非晶态薄膜研制的磁光光盘，作计算机存储元件，存储能力提高10～15倍。
3、磁光玻璃，含铽的法拉第旋光玻璃是制造在激光技术中广泛应用的旋转器、隔离器和环形器的关 键材料。特别是铽镝铁磁致伸缩合金（TerFenol）的开发研制，更是开辟了铽的新用途，Terfenol是70年代才发现的新型材料，该合金中有一半 成份为铽和镝，有时加入钬，其余为铁，该合金由美国依阿华州阿姆斯实验室首先研制，当Terfenol置于一个磁场中时，其尺寸的变化比一般磁性材料变化 大，这种变化可以使一些精密机械运动得以实现。铽镝铁开始主要用于声纳，目前已广泛应用于多种领域，从燃料喷射系统、液体阀门控制、微定位到机械致动器、 太空望远镜的调节机构和飞机机翼调节器等领域。
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