【知识】高纯稀土的生产及应用

一、高纯稀土生产状况

稀土元素由于其特殊的电子结构，使得它们的物理性质和化学性质都很相似，因此将它们分离就很难，分离出高纯单一的稀土就更难。高纯单一稀土的一般概念是：认为稀土纯度在99.99%--99.999%(4N-5N)，纯度在99.9999%(6N)以上，称为超高纯。

我国的稀土资源非常丰富，但在八十年代的时候，我国所用的高纯稀土和稀土试剂都要进口，价格也非常昂贵。在稀土分离技术上，国外对我国严格保密，而且拒绝转让。因此独立开发生产高纯稀土势在必行，对提高我国的稀土产品档次，增加稀土资源的附加值，有积极的现实意义。

目前工业化稀土分离主要采用溶剂萃取技术，该技术在八十年代日趋成熟，而广泛应用于稀土分离工业，应用该技术生产的稀土纯度一般在此99.95%以下,个别元素(La,Ce,Y)能达到4N-5N，但要生产4N--6N的其他稀土元素，萃取技术就显得力不从心了，所以采用离子交换技术就能显出它的优势。因此，萃取技术和离子交换技术在稀土分离中，是一种互补的技术手段，萃取技术适合大规模的（数百吨）稀土分组分离，而离子交换技术则适用于小规模的（数吨）高纯稀土制备。

九十年代初，我公司和国内的一些高校及研究机构合作，开展高效离子交换技术分离高纯稀土的中试和工业化尝试，经过上百次的试验，获得了可靠的工艺参数，确定了合理的工艺流程，后来顺利实现工业化生产。就现有的生产设备和工艺技术，在国内处于领先地位，也是国内唯一商业化运转生产高纯和超高纯稀土产品的设备。在国际上也只有日本，美国和英国有这种技术生产高纯稀土，因此，我们的产品达到了国际水平。产品经过国内外用户的使用，获得很高的评价，对我们的产品质量都非常满意。

二、高纯稀土的应用前景

由于稀土元素有非常丰富的4f电子结构，表现出许多光、电、磁的特性，在高科技光电磁材料中，有着不可替代的作用，被誉为二十一世纪的新材料的“宝库“，目前大量使用的彩电荧光粉，Ni-H电池，高性能磁性材料等，都是稀土在高科技应用中的典范。而高纯稀土的应用主要集中在发光材料领域，如：荧光粉、发光粉、晶体材料、光纤材料、光学玻璃等，还有在电子材料、超磁致伸缩材料高科技领域。随着光电子通讯技术的高速发展，对光电材料要求越来越高，特别对高纯稀土的需求也越来越大，发展前景十分美好。

1、晶体材料：主要用>5N的Pr6O11、Nd2O3、Er2O3、Ho2O3、Tm2O3、Lu2O3，Y2O3等。90%以上的激光晶体需要掺杂这些高纯稀土。

2、光纤材料：用>5N的Er2O3掺杂的光纤，制作长距传输光纤放大器，6N-7N的LaF3潜在的新型光纤（研究阶段）。

3、光学玻璃：用4N-5N的La2O3、Nd2O3、Er2O3、Pr6O11等，制造高级光学玻璃及激光玻璃。

4、发光材料：用>4N的Eu2O3、Tb4O7、Gd2O3、Dy2O3>5N的Y2O3制造显示器的彩粉、节能灯粉、自发光粉等，现正在开发使用的高清晰显示器（PDP）所用的纯度及粒度要求更高，需求也较大。还有>5N的Sc、Tm、Dy、Ho用于大型卤光灯。

5、电子材料：主要有可擦拭磁光记录材料（>4N的Tb、Dy），磁泡存贮材料（>4N的Gd）。在电子陶瓷材料、阴极发射材料、超导材料、发光二极管、高级电容器、闪烁晶体材料等，都不同程度需用高纯稀土。

6、超磁致伸缩材料：是一种非常具有潜力的智能材料，目前主要用于军事，主要使用高纯的Tb、Dy。总之，高纯稀土在高科技材料各个领域，占有十分重要的地位，应用的领域不断扩大，对纯度要求不断提高，应用数量也不断增加，前景非常美好，是稀土产品的发展方向。


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