近些年,稀土被廣泛提及。其實(shí)很多人并不真正了解稀土。
稀土是土嗎
稀土還真的不是土,它是地地道道的金屬。那為什么管它叫稀土,而不叫它稀金屬呢?
稀土一詞,是歷史遺留的產(chǎn)物。18世紀(jì)末,人們常常把不溶于水的固體氧化物稱為土,例如將氧化鋁稱為陶土,氧化鈣稱為堿土。稀土通常是通過相應(yīng)氧化物借助化學(xué)法分離出來的,當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)的稀土礦物較少,所以稱為稀土。
最早發(fā)現(xiàn)稀土元素的是芬蘭化學(xué)家加多林。1794年,他通過長時(shí)間研究一塊來自瑞典于特比小島、形似瀝青的重質(zhì)礦石,最終發(fā)現(xiàn)了第一種稀土元素——釔。
稀土都有誰
稀土是元素周期表57—71號的15種鑭系元素,加上與它們性質(zhì)相近的21號鈧和39號釔的總稱,共17種元素。
從1794年加多林分離出釔到1947年馬林斯基等制得钷(pǒ),歷時(shí)150多年,其中大部分稀土元素是歐洲礦物學(xué)家、化學(xué)家、冶金學(xué)家等發(fā)現(xiàn)制取的,钷則是美國人馬林斯基、格蘭德寧和科列爾用離子交換分離,在鈾裂變產(chǎn)物中獲得的。根據(jù)物理化學(xué)性質(zhì)和分離工藝的要求,科學(xué)家往往把17種稀土元素分為輕、重兩組。輕稀土元素包括:鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤,以及銪。重稀土元素包括:釓(gá)、鋱(tè)、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、鈧,以及釔。
生活中常見的稀土元素有4種:鑭、鈰、鐠,以及釹,像打火機(jī)里的打火石,主要成分就是鑭和鈰的合金,由于其化學(xué)性質(zhì)活潑,在空氣中極易氧化,所以稍加摩擦或敲打就會(huì)起火燃燒。
稀土稀有嗎
表示稀土元素的那些漢字,一個(gè)個(gè)都很生僻,所以人們想當(dāng)然認(rèn)為它們肯定也特別稀有,其實(shí)并不是。
稀土元素在地殼中的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過許多寶貴的元素。拿最稀有的稀土元素——原子序數(shù)為69的銩來說,它在地殼中的儲(chǔ)量是黃金儲(chǔ)量的100多倍;而最不稀有的稀土元素——原子序數(shù)為58的鈰,它的儲(chǔ)量是黃金儲(chǔ)量的1.5萬倍。地球上稀土總儲(chǔ)量加起來甚至超過銅的儲(chǔ)量。
不過,在礦物學(xué)家眼中,它們確實(shí)很稀有。這是由成礦特點(diǎn)決定的,它們通常以相對較低的密集度分散在地球各處。在自然界中,稀土一般富集在花崗巖、堿性巖、堿性超基性巖中,很難單獨(dú)成礦。稀土礦床較少,工業(yè)開采成本較高,所以顯得很稀有。
中國、美國、印度、俄羅斯、澳大利亞、南非、埃及,以及加拿大等國家稀土資源都很豐富。
我國是名副其實(shí)的稀土資源大國,不但儲(chǔ)量豐富,而且具有礦種和稀土元素齊全、稀土品位及礦點(diǎn)分布合理等優(yōu)點(diǎn)。我國稀土礦產(chǎn)量全球第一,同時(shí)也是稀土出口第一大國。2022年,全球總計(jì)有30萬噸稀土礦產(chǎn)量,其中70%來自中國。內(nèi)蒙古的白云鄂博礦是世界最大的稀土礦,號稱“稀土之都”。
稀土很貴嗎
既然它們并不稀有,那價(jià)格應(yīng)該也不貴吧?不,稀土有“工業(yè)黃金”之稱,有一部分含有稀土元素的物質(zhì)價(jià)格非常昂貴。比如,氧化銪每噸的價(jià)格一般都有十幾萬,就是說購買1千克氧化銪需要100多塊錢,比銅、鐵、鋁等常見金屬要貴得多。
稀土有啥用
稀土的用處太多了。
幾乎各行各業(yè)都需要使用稀土,稀土是新材料制造的重要依托,也是關(guān)系尖端國防技術(shù)開發(fā)的關(guān)鍵性資源,是不亞于石油的戰(zhàn)略物質(zhì),被稱為“萬能之土”。
稀土元素具有無法取代的磁、光、電性能,是改進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提高科技含量、促進(jìn)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的重要元素,已廣泛應(yīng)用于電子、石油化工、冶金、機(jī)械、能源、輕工、環(huán)境保護(hù),以及農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域,又被稱為“工業(yè)維生素”。
在軍事工業(yè)上,稀土的應(yīng)用可以使飛機(jī)、坦克、核彈性能顯著提高,是電子、激光、超導(dǎo)等諸多高科技的潤滑劑,能帶來軍事科技的躍升;在石油化工上,稀土可以制成分子篩催化劑,活性高、抗重金屬性能強(qiáng);在冶金工業(yè)上,鋼中加入稀土,可以大幅度改善鋼的加工性能;在玻璃、陶瓷方面,稀土被廣泛用于光學(xué)玻璃、眼鏡片、顯像管及金屬餐具的拋光;在農(nóng)業(yè)方面,應(yīng)用稀土可以提高植物的葉綠素含量,還能促進(jìn)種子萌發(fā)。
稀土還被應(yīng)用于各種各樣的數(shù)碼產(chǎn)品,包括視聽、攝影、通信等多種數(shù)碼設(shè)備,在綠色能源、醫(yī)療、交通等多個(gè)領(lǐng)域也大放異彩。稀土資源非常珍貴,而且不可再生,我們有理由'有義務(wù)保護(hù)和利用好稀土資源。