世界上有许多物质在强大的磁场作用下会发生变化 ，这种现象叫作“磁化”。磁化技术大量应用于对各种流体进行磁化。稀土永磁材料钕铁硼是当今世界上磁性最强的永磁材料，它的出现大大促进了流体磁化处理技术的发展。

水是我们关系最为密切的也是用量最大的流体。它在强磁场的作用下会被磁化成“磁化水”。采用钕铁硼永磁体制造的强磁水处理器，可以有效地用于水的磁化。磁水器通常采用不锈钢外壳，里面装嵌上一组N极与S极相对的钕铁硼磁体以产生强磁场，当水通过中间水道以垂直方向被磁力线切割后，水分子键的长度和角度会产生微妙的变化，从而大大提高了水的活性。

在日常生活中，我们会经常看到水的结垢现象，这是由于水中溶解的钙镁碳酸氢盐，在加热时会形成钙镁碳酸盐沉淀，水的硬度越大，结垢越多。水垢不但严重影响热量传递，降低各种热交换器的传热效率，增加能耗，还会造成管道堵塞。为此，许多工业和生活用水都需要预先进行软化处理。通常采用的办法有离子交换法和加药化学软化法，既费时费力又消耗材料。采用钕铁硼强磁水处理器，常常可以代替上述的软化处理方式，同样能起到防垢除垢作用。

中国科学院电子研究所（北京）的水冷系统，过去采用离子交换法，不但消耗材料，还要有专人操作管理。后来改用钕铁硼强磁水处理器（北京三环新材料公司制造提供），既不耗电也不用专人管理，每年只要换一次循环水即可。该系统可供全研究所设备冷却使用，从1991年使用至作今，一直保持良好的防除垢和防藻效果。

现在许多大型建筑都装有中央空调，由于压缩机运行温度高，需要用流动的冷却水迅速把热量带走，如果采用自来水冷却，就会出现结垢，造成热交换效率降低和冷却能力下降。采用钕铁硼强磁磁水器，也同样较好地解决了水冷系统的结垢难题。钕铁硼强磁磁水器还被用于中央空调的加温供水系统、冷蓄冷供水系统以及生活用热水的热交换器等方面。

磁化水还能防治人体内的“结垢”，经常饮用磁化水，对防治泌尿系统等体内结石、改善消化功能都具有一定效果，因此有许多矿泉壶和磁水杯也采用钕铁硼永磁体对水进行磁化。由于磁化水活性高，溶解性和渗透性好，把稀土永磁磁化水用于农牧林业浇灌和家禽家畜饲养，也有明显的增产增收效果。

钕铁硼永磁磁化技术还被用于酿酒工业。内蒙古乌兰浩特制酒厂在酿造白酒中采用磁化处理，起到了催陈老熟作用，既可缩短陈化时间，又能改善白酒的品质。经磁化处理生产的白酒，口味绵甜甘爽，经医学专家试验，适量饮用，还具有降低血脂和血糖等作用。

钕铁硼永磁体也被用于油气类流体的磁化处理。在石油开采中，采油管壁上也有“结垢”即出现结蜡现象，易使采油管堵塞。安装上钕铁硼稀土永磁防蜡器后，可以使结蜡明显减轻，延长了清洗周期，减少了繁重的洗蜡操作，从而大大提高了采油效率。

钕铁硼永磁磁化技术也被用于燃油燃气的磁化处理。汽车上装上钕铁硼永磁磁化节油器，对燃油进行磁化预处理，可以使燃料燃烧得更加充分，使汽油和柴油的平均节油率达5%-8%，并可减少尾气中一氧化碳和碳氢化合物等有害气体的含量，既节能又有利于环境保护。基于同样原理，还开发出了稀土永磁燃所节能磁化器，用于日常烧水做饭，同样具有节能和环保的双重效果。

“一代磁王”钕铁硼稀土永磁材料的出现使流体磁化技术产生了一个飞跃。北京京磁技术公司是我国主要钕铁硼永磁材料生产企业之一，并已购得日本的专利许可，可根据不同磁化技术提供各种规格的磁体。随着工农业生产的不断发展，稀土永磁钕铁硼磁化技术必将获得越来越广泛的应用。


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磁场可以引起材料尺寸和形状的变化，这就是磁致伸缩效应，过去主要在金属镍等材料中可观察到相对伸缩为10-5的变化，并广泛应用于超声波发生器等换能器中。但1974年美国的A. E. Clark发现稀土-铁化合物具有大至近百倍的磁致伸缩值，显然具有重要的应用价值。经过10多年的努力，美国、日本等国都有若干公司可以提供有实用意义的（Tb,Dy）Fe2多晶取向棒。我国由中国科学院物理研究所在1976年首次对此开展研究，以后相继有北京钢铁研究总院、北京科技大学等许多单位从事该项研究与开发，并建立了若干公司生产取得稀土-铁磁致伸缩棒及相关器件产品。特别是1997年中国科学院物理研究所成功生长出（Tb,Dy）Fe2的<111>取向的单晶棒材，这一取向是磁致伸缩的最佳取向，但生长难度很大，国际上一直没有突破，因此这一成果使我国的单晶生长处于国际领先水平。另外，北京科技大学也用自己的专利生长出<110>取向的多晶棒材，对应用有直接意义。这类稀土材料将在水声声纳系统、精密加工系统、光学微调系统、航空航天减震系统、重要的阀门、喷口调节系统中获得应用。

2002年12月，北京有色金属研究总院稀土材料国家工程研究中心采用自行开发的"一步法"新工艺（即熔炼-定向凝固-热处理在一台设备上连续完成），成功地制备出目前我国直径最大的（直径70mm、长度250mm）稀土超磁致伸缩材料，在低磁场下的磁致伸缩应变、机械性能、产品一致性、成品率等主要技术经济指标均达到国际先进水平。 含稀土金属铽、镝约60%的Tb-Dy-Fe系稀土磁致伸缩材料是继钕铁硼磁体之后稀土在新材料中应用的又一项重要突破。美国前沿技术公司（Edge Technologies）1989年开始生产牌号为Terfenol-D的稀土磁致伸缩材料，可用于电(磁)-机械(声)能转换领域。自问世以后，美国海军系统开发了其在声纳中的应用，随后瑞典、日本等国也相继开展了研究和开发。到2000年，估计稀土磁致伸缩合金产量将达到100吨，高纯Tb、Dy、Sm金属需求总量将达到60吨。

我国稀土磁致伸缩材料研究最近取得了很大进展，已经进入市场，进入实用。已成功地制备出大尺寸定向凝固晶体，应用于海军用大功率声纳以及长江三峡工程、小浪底工程用陆地声纳。目前包头稀土研究院等单位已研制成功稀土磁致伸缩材料(Terfenol-D)，并具备了小批量生产的能力。


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稀土巨磁电阻材料概述

20世纪80年代末，在磁性多层膜中发现了巨磁电阻效应（GMR），引起学术界和产业界的高度关注，因为它可以引起磁记录领域及微电子领域的新的革命。这时，在另一类与高温超导体Y-Ba-Cu-O具有类似结构的La-Ca-Mn-O钙钛矿型锰基氧化物中，发现了大得多的磁电阻效应，称为巨磁电阻效应（CMR）。这些都促进了一门新兴学科-自旋电子学的诞生。目前，自旋电子学已经在磁电阻随机存储器、磁电阻薄膜读出磁头、自旋极化金属二极管、三极管等各类电子器件上显示出其优越性。我国的许多研究所和高等院校都与世界同步地开展着这方面的工作。国家也将此课题列入"973"重点发展项目。


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稀土元素在地壳中主要以矿物形式存在，其赋存状态主要有三种：

1.作为矿物的基本组成元素，稀土以离子化合物形式赋存于矿物晶格中，构成矿物的必不可少的成分。这类矿物通常称为稀土矿物，如独居石、氟碳铈矿等。

2.作为矿物的杂质元素，以类质同象置换的形式，分散于造岩矿物和稀有金属矿物中，这类矿物可称为含有稀土元素的矿物，如磷灰石、萤石等。

3.呈离子状态被吸附于某些矿物的表面或颗粒间。这类矿物主要是各种粘土矿物、云母类矿物。这类状态的稀土元素很容易提取。

已经发现的稀土矿物约有250种，但具有工业价值的稀土矿物只有50～60种，目前具有开采价值的只有10种左右，现在用于工业提取稀土元素的矿物主要有四种-氟碳铈矿、独居石矿、磷钇矿和风化壳淋积型矿，前三种矿占西方稀土产量的95%以上。独居石和氟碳铈矿中，轻稀土含量较高。磷钇矿中，重稀土和钇含量较高，但矿源比独居石少。 

世界稀土资源拥有国除中国外，还有俄罗斯、吉尔吉斯斯坦、美国、澳大利亚、印度、扎伊尔等；主要稀土矿物是氟碳铈矿、离子吸附型矿、独居石、磷钇矿、黑稀金矿、磷灰石、铈铌钙钛矿等。主要进行开采、选矿生产的国家是中国、美国、俄罗斯、吉尔吉斯斯坦、印度、巴西、马来西亚等。 1998年全世界稀土精矿产量13万余吨(自然吨位)。值得注意的是澳大利亚、印度、南非等拥有稀土资源的国家，在未来五年内，将克服技术障碍，生产高附加值的单一稀土产品。届时世界市场的竞争将更加激烈。

独居石 Monazite

独居石又名磷铈镧矿。

化学成分及性质：(Ce,La,Y,Th)[PO4]。成分变化很大。矿物成分中稀土氧化物含量可达50～68％。类质同象混入物有Y、Th、Ca、[SiO4]和[SO4]。独居石溶于H3PO4、HClO4、H2SO4中。

晶体结构及形态：单斜晶系，斜方柱晶类。晶体成板状，晶面常有条纹，有时为柱、锥、粒状。

物理性质：呈黄褐色、棕色、红色，间或有绿色。半透明至透明。条痕白色或浅红黄色。具有强玻璃光泽。硬度5.0～5.5。性脆。比重4.9～5.5。电磁性中弱。在X射线下发绿光。在阴极射线下不发光。

生成状态：产在花岗岩及花岗伟晶岩中；稀有金属碳酸岩中；云英岩与石英岩中；云霞正长岩、长霓岩与碱性正长伟晶岩中；阿尔卑斯型脉中；混合岩中；及风化壳与砂矿中。 用途：主要用来提取稀土元素。

产地：具有经济开采价值的独居石主要资源是冲积型或海滨砂矿床。最重要的海滨砂矿床是在澳大利亚沿海、巴西以及印度等沿海。此外，斯里兰卡、马达加斯加、南非、马来西亚、中国、泰国、韩国、朝鲜等地都含有独居石的重砂矿床。

独居石的生产近几年呈下降趋势，主要原因是由于矿石中钍元素具有放射性，对环境有害。

氟碳铈矿(Bastnaesite)

化学成分性质：(Ce，La)[CO3]F。机械混入物有SiO2、Al2O3、P2O5。氟碳铈矿易溶于稀HCl、HNO3、H2SO4、H3PO4。

晶体结构及形态：六方晶系。复三方双锥晶类。晶体呈六方柱状或板状。细粒状集合体。

物理性质：黄色、红褐色、浅绿或褐色。玻璃光泽、油脂光泽，条痕呈白色、黄色，透明至半透明。硬度4～4.5，性脆，比重4.72～5.12，有时具放射性、具弱磁性。在薄片中透明，在透射光下无色或淡黄色，在阴极射线下不发光。

生成状态：产于稀有金属碳酸岩中；花岗岩及花岗伟晶岩中；与花岗正长岩有关的石英脉中；石英─铁锰碳酸盐岩脉中；砂矿中。

用途：它是提取铈族稀土元素的重要矿物原料。铈族元素可用于制作合金，提高金属的弹性、韧性和强度，是制作喷气式飞机、导弹、发动机及耐热机械的重要零件。亦可用作防辐射线的防护外壳等。此外，铈族元素还用于制作各种有色玻璃。 

目前，已知最大的氟碳铈矿位于中国内蒙古的白云鄂博矿，作为开采铁矿的副产品，它和独居石一道被开采出来，其稀土氧化物平均含量为5～6%。品位最高的工业氟碳铈矿矿床是美国加利福尼亚州的芒廷帕斯矿，这是世界上唯一以开采稀土为主的氟碳铈矿。

磷钇矿(Xenotime)

化学成分及性质：Y[PO4]。成分中Y2O361.4％，P2O538.6％。有钇族稀土元素混入，其中以镱、铒、镝、钆为主。尚有锆、铀、钍等元素代替钇，同时伴随有硅代替磷。一般来说，磷钇矿中铀的含量大于钍。磷钇矿化学性质稳定。

晶体结构及形态：四方晶系、复四方双锥晶类、呈粒状及块状。

物理性质：黄色、红褐色，有时呈黄绿色，亦呈棕色或淡褐色。条痕淡褐色。玻璃光泽，油脂光泽。硬度4～5，比重4.4～5.1，具有弱的多色性和放射性。

生成状态：主要产于花岗岩、花岗伟晶岩中。亦产于碱性花岗岩以及有关的矿床中。在砂矿中亦有产出。

用途：大量富集时，用作提炼稀土元素的矿物原料。

风化壳淋积型稀土矿(Ion absorpt deposit)

淋积型稀土矿即离子吸附型稀土矿是我国特有的新型稀土矿物。所谓"离子吸附"系稀土元素不以化合物的形式存在，而是呈离子状态吸附于粘土矿物中。这些稀土易为强电解质交换而转入溶液，不需要破碎、选矿等工艺过程，而是直接浸取即可获得混合稀土氧化物。故这类矿的特点是：重稀土元素含量高，经济含量大，品位低，覆盖面大，多在丘陵地带，适于手工和半机械化开采，开采和浸取工艺简单。

风化壳淋积型稀土矿，主要分布在我国江西、广东、湖南、广西、福建等地。


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稀土矿用老式的开采方法：在山包上挖洞、稀土于粘土一齐挖出、用草酸与粘土发生化学反应提炼出初级稀土。这样一来，山包上的土几乎被挖空，造成严重的水土流失和表面植被破坏。

草酸严重污染水质，附近的和山岩水库被严重破坏。

大规模非法开采稀土矿，经硝酸铵、硫酸等剧毒化学药水洗矿的废水不作任何处理，大量直接排入河里。从各个挖矿点看到，大量机械在几个山头全面开工，大片青山变为黄土高坡，大片树木已被砍伐，山下的洗矿池里硫酸硝酸铵等化学品(听说还有其它有害化学药品)的臭味在一公里之外也可闻到。大量有剧毒的废水直接穿过水稻田而排入小河流入西支江。废水所到之处，农作物全部死亡，小河中的鱼虾因死亡也发出一阵阵的恶臭。此外，每逢大雨来临，山上大量裸土被洪水冲下山，造成大量农田被淹没。


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在建高速公路压覆大量稀土矿，如不及时回收，这一国家重要战略资源就面临着被白白遗弃的危险——记者日前采访了解到，针对贵（港）梧（州）高速公路建设中遇到的这一情况，广西积极组织企业对高速公路施工开挖出的稀土矿开展抢救性回收工作取得良好成效。

据了解，贵梧高速平南段2010年上半年动工，施工单位在修建便道时，发现部分路段经过的地方存在丰富的稀土矿资源。后经具有勘查资质的地质队进行调查评估，估计平南县施工路段压覆的稀土资源储量总量约有1600多吨（稀土氧化物），加上藤县、苍梧县施工路段，压覆的稀土资源储量估计超3000吨（稀土氧化物），潜在价值超3亿元。

为避免稀土这一重要国家战略资源资源的丢弃和浪费，2011年初，广西壮族自治区领导要求做好对已发现稀土矿的保护，抓紧开展收集工作。2011年6月，经国土资源部同意，自治区政府明确由广西有色金属集团稀土开发有限公司对贵梧高速公路建设中剥离出来的稀土进行回收综合利用。

据介绍，为做到绿色生产，他们采用堆浸法回收稀土，即在三面环山的平缓山槽或凹形地堆积稀土矿泥，在不破坏周围植被、无水土流失和工业用水闭路循环的条件下，进行稀土提取。并在堆场底部铺设两层以上的防渗膜，防止渗漏；堆场及生产车间周边设排水沟，实施雨污分流，防止发生污染。

环保措施贯穿稀土回收利用的始终：对废气、水污染、噪声等防治都有具体的对策措施，同时配套采取绿化措施；在生产过程中邀请环保部门定期监测和评估；采取措施保护水土，对建设形成的裸露土地进行植被恢复，尽量减少对植被的破坏；对开挖、排弃、堆垫等场地进行整治，采取护坡、截排水措施，控制和防止回收利用工作引起的滑坡等地质灾害。

广西相关部门表示，广西创新管理思路对贵梧高速公路建设剥离出的稀土资源进行抢救性回收利用，既保护了国家的战略资源，有效避免资源浪费，又为国家创造可观的经济效益，为其他重点项目压覆稀土矿资源的抢救回收利用提供借鉴，走出了一条工程建设、资源利用与环境保护的共赢之路。


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虽然中国一直是世界第一大稀土资源国，但由于加工技术落后，长期以来只以原料出口为主。昨天，北京有色金属研究总院宣布了一个振奋人心的消息：我国稀土材料国家工程研究中心在京通过国家验收。这支研发“国家队”的诞生，将使我国稀土工业从资源出口向高技术产品输出转移。
    
稀土是镨、钕、钆等１７种稀有元素的总称。目前全球已探明储量约１亿吨，其中中国占了一半。有“工业维生素”之称的稀土元素是超导技术、电子产品磁体和发光材料的主要原料。由于这种资源在现代产业中有无可替代的作用，美国将１７种稀土元素全部列为战略资源。
    
据北京有色金属研究总院副院长敖宏介绍，稀土材料国家工程研究中心是国家计委利用世行贷款建设的第一批研究中心。此前，国内稀土工程研究在智力和资金上都比较分散，以致于稀土产品技术含量较低，长期以原料出口为主。


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周末之后稀土成交价格再降。新的一周刚开始市场就笼罩着层层阴霾。

氧化物市场，氧化镨钕含税价格30-30.5万元/吨，不含税25.5-26万元/吨，均比上周略降。目前市场上氧化镨钕和金属镨钕供应充足，但随着产量的增加，价格下行压力上升。据某原料和强磁均有所涉猎的厂家透露，自己基本一个月的产能是自己实际需求量的10倍，过量的产物都要投放市场。而从另一个常做氧化物的厂家那里反馈来的信息则是，他们的铒、钇氧化物又降价了。氧化铒含税28.5万元/吨，比上周价格下调5千块左右，而59氧化钇含税8.5万元/吨，这样的价格在业内均属于较低-价格。

金属市场，今日镨钕价格略降，之前不含税报33.5万元/吨的厂家现在出货价降至33万元/吨，而含税价格仍维持在39-39.5万元/吨左右，另有贸易商透露，现在市场上有38万元/吨的报价，对于如此低的价格，有厂家解释可能跟含量不足或资金紧缺有关系。镝铁市场价格比上周略降，目前主要价格在205万元/吨左右。

废强磁市场，今日有回收商反映周末的时候就有传废强磁价格要跌，现在市场仍不明朗。而据了解部分地区已经调价，目前市场主流短条价格82元/公斤，瓦片114-116元/公斤。


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“价低量大”是上月中国稀土出口的写照。今年2月中国稀土出口1106吨，同比大增289.12%，而稀土价格却出现了环比下跌。

事实上，中国稀土出口此前连续多个月一直呈现下跌态势，今年1月跌幅高达37.56%。对于2月稀土出口突出表现的原因，五矿证券矿产行业分析师陶敏敏认为，主要是去年同期的基数太低，当月中国稀土出口仅284吨。此外，2月稀土出口大增也受益于价格下跌。数据显示，2月稀土价格2.265万美元/吨，较上月的2.554万美元/吨下降了11.32%。低价量大，价格低所以卖的多。尤其3月一般为稀土销售旺季，很多公司会提前补库存。加之2月受春节因素影响，节后公司复产后，很多公司会集中补充库存。


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日本冈山大学野原实教授率领的研究小组日前报告说，他们研发出一种廉价的铁系超导物质，这种材料使用稀土成分少，并且容易实现超导效果。

研究人员说，现有的铁系超导物质，以昂贵的稀土作为主要成分。此次研发的新型超导物质以铁和钙为主要成分，只含有约４％的稀土镧。该超导物质在绝对温度４５度，即零下２２８摄氏度时，电阻就降为零。

铌钛合金等超导材料广泛使用在核磁共振成像、超导直线电机车等高新技术领域，但这些超导材料如果不采用液氦冷却，就无法降到电阻消失的温度。

野原实表示，目前液氦的生产量有限，液氦冷却费用高昂。此次开发出的廉价铁系超导物质可通过电气冷冻机冷却实现超导状态，从价格和温度两方面来看，它将促进超导物质的实用化。


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