稀土元素-镨(Pr)

镨(Pr)

大约160年前,瑞典人莫桑德从镧中发现了一种新的元素,但它不是单一元素,莫桑德发现这种元素的性质与镧非常相似,便将其定名为“镨钕”。“镨钕”希腊语为“双生子”之意。大约又过了40多年,也就是发明汽灯纱罩的1885年,奥地利人韦尔斯巴 赫成功地从“镨钕”中分离出了两个元素,一个取名为“钕”,另一个则命名为“镨”。这种“双生子”被分隔开了,镨元素也有了自己施展才华的广阔天地。

镨是用量较大的稀土元素,其主要用于玻璃、陶瓷和磁性材料中。

1、镨被广泛应用于建筑陶瓷和日用陶瓷中,其与陶瓷釉混合制成色釉,也可单独作釉下颜料,制成的颜料呈淡黄色,色调纯正、淡雅。

2、用于制造永磁体。选用廉价的镨钕金属代替纯钕金属制造永磁材料,其抗氧性能和机械性能明显提高,可加工成各种形状的磁体。广泛应用于各类电子器件和马达上。

3、用于石油催化裂化。以镨钕富集物的形式加入Y型沸石分子筛中制备石油裂化催化剂,可提高催化剂的活性、选择性和稳定性。我国70年代开始投入工业使用,用量不断增大。

4、镨还可用于磨料抛光。另外,镨在光纤领域的用途也越来越广。


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稀土元素-铈(Ce)

铈(Ce)

“铈”这个元素是由德国人克劳普罗斯,瑞典人乌斯伯齐力、希生格尔于1803年发现并命名的,以纪念1801年发现的小行星-谷神星。铈广泛应用于:

1、铈作为玻璃添加剂,能吸收紫外线与红外线,现已被大量应用于汽车玻璃。不仅能防紫外线,还可降低车内温度,从而节约空调用电。从1997年起,日本汽车玻璃全加入氧化铈,1996年用于汽车玻璃的氧化铈至少有2000吨,美国约一千多吨。

2、目前正将铈应用到汽车尾气净化催化剂中,可有效防止大量汽车废气排到空气中。美国在这方面的消费量占稀土总消费量的三分之一强。

3、硫化铈可以取代铅、镉等对环境和人类有害的金属应用到颜料中,可对塑料着色,也可用于涂料、油墨和纸张等行业。目前领先的是法国罗纳普朗克公司。

4、Ce:LiSAF激光系统是美国研制出来的固体激光器,通过监测色氨酸浓度可用于探查生物 武器,还可用于医学。铈应用领域非常广泛,几乎所有的稀土应用领域中都含有铈。如抛光粉、储氢材料、热电材料、铈钨电极、陶瓷电容器、压电陶瓷、铈碳化硅 磨料、燃料电池原料、汽油催化剂、某些永磁材料、各种合金钢及有色金属等。


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离子吸附型稀土矿的提取方法

(1)用NaCl从离子吸附型矿石中提取稀土,是目前处理这种类型矿石的主要化学选矿方法之一。从采场运来的矿石,送进一个长方形水泥池中浸泡,浸出液通 过池底的过滤层从排出口排出,浸渣用人工清除,浸出液在饱和的草酸溶液中沉淀,经过滤、滤液经石灰中和并补加食盐返回再用;滤饼即为稀土草酸盐,经灼烧、 水洗、再灼烧得混合稀土氧化物。该工艺目前存在的主要问题是浸渣含NaCl高,造成土壤盐化。   

(2)硫酸铵法  用(NH42SO4从离子吸附矿石中提取稀土,是最近几年研究成功的一种方法。与NaCl法不同之处在于,用1%~2%的(NH42SO4溶液浸泡矿石,随后用草酸沉淀而获得稀土草酸盐,再经一次灼烧即可获得含REO>90%的混合稀土氧化物,滤液经补加硫酸铵返回再用。与NaCl法相比,其浸渣不会造成土壤盐化问题。


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稀土元素-镧(La)

镧(La)

“镧”这个元素是1839年被命名的,当时有个叫“莫桑德”的瑞典人发现铈土中含有其它元素,他借用希腊语中“隐藏”一词把这种元素取名为“镧”。从此,镧便登上了历史舞台。

镧的应用非常广泛,如应用于压电材料、电热材料、热电材料、磁阻材料、发光材料(兰粉)、贮氢材料、光学玻璃、激光材料、各种合金材料等。她也应用到制备许多有机化工产品的催化剂中,光转换农用薄膜也用到镧,在国外,科学家把镧对作物的作用赋与“超级钙”的美称。


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稀土矿的选矿方法

根据稀土矿物与伴生脉石及其他矿物物理、化学性质的不同,稀土矿的选矿通常采用以下方法:

一、辐射选矿法

主要利用矿石中稀土矿物与脉石矿物中钍含量的不同,采用γ-射线辐射选矿机,使稀土矿物与脉石矿物分开。辐射选矿法多用于稀土矿石的预选。目前,这种方法在工业上未广泛采用。

二、重力选矿法

利用稀土矿物与脉石矿物密度的不同进行分选。常用的重选设备有圆锥选矿机、螺旋选矿机、摇床等。采用重选主要使稀土矿物与密度低的石英、方解石等脉石矿物 分离,以达到预先富集或者获得稀土精矿的目的。重选广泛用于海滨砂矿的生产;在稀土脉矿的选矿中有时也用来作为预先富集的手段。

三、磁选分离法

有些稀土矿物具有弱磁性。可利用它们与伴生脉石及其他矿物比磁化系数的不同,采用不同磁场强度的磁选机使稀土矿物与其他矿物分离。在海滨砂矿的选矿中,常 采用弱磁选使钛铁矿与独居石分离;也可以采用强磁选使独居石与锆英石、石英等矿物分离。在稀土脉矿的选矿中,为了简化浮选流程和节省浮选药剂,有时也采用 强磁选使稀土矿物预先富集。随着强磁技术的不断发展,强磁选将越来越广泛地用于稀土矿的选矿流程之中。

四、浮选法

利用稀土矿物与伴生矿物表面物理化学性质的差别,采用浮选法使之与伴生脉石及其他矿物分离而获得精矿,是目前稀土脉矿生产中广泛采用的主要选矿方法。美国 帕斯山(Mountain Pass)稀土矿就是采用浮选法生产稀土精矿。在海滨砂矿的生产中,在用重选获得重砂之后,也常常采用浮选法从重砂中获得稀土精矿。

五、电选法

稀土矿物属于非良导体,可利用其导电性能与伴生矿物有所不同,采用电选法使之与导电性好的矿物进行分离。电选常用于海滨砂矿重砂的精选作业。

六、化学选矿法

对于以离子形态吸附在高岭土或粘土上的稀土矿床。可充分利用稀土离子易溶于氯化钠或硫酸铵溶液中的特点,采取先浸出而后沉淀的化学选矿方法予以回收。对于 易溶于酸或在高温下发生相变的氟碳酸盐稀土矿物,可先采用浮选方法预先富集,随后采用化学选矿方法(酸浸或高温焙烧)提纯。


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