【正文】 思考題： 1．稀土元素與鑭系元素的特點和特征價態(tài)是什么?它們的聯系與區(qū)別是什么? 2．鑭系收縮現象的影響與二個重要結果是什么? 3．稀土元素的發(fā)現與命名, 稀土元素是否是稀少(散)并且象土?為什么被稱為“稀土元素”?鑭系元素經歷了多長時間才發(fā)現完全(整)? 4．稀土元素的分組的基本原則與方法是什么?一般是分為幾組?習慣上又分為幾組,為什么? 5．稀土元素的宇宙豐度及其用途是什么?本課程主要了解哪一類豐度? 6．稀土元素在地殼中的分布特點是什么? 什么是奇偶數變化規(guī)律?7．稀土元素同位素的天然豐度以及半衰期的特征是什么?稀土元素在礦物中有哪三種賦存形式?8．輕稀土的原料礦物和重稀土的原料礦物各有哪幾種?我國稀土礦物的主要品種有哪些?最重要的稀土礦物又有哪幾種??南方稀土礦分布地域,特點,類型及其優(yōu)越性?? 14 / 14。釓鎵石榴石(GGG)和釔鐵石榴石(YG或Y3Fe5O12)作為磁泡信息儲存元件,在超大規(guī)模計算機的研制、發(fā)展起著極其重要的作用,這種計算機容量大而體積小。不和液體鈾、钚(Pu)反應。大多應用于核反應堆控制材料中控制核反應速度。在氫氣貯運、能源、制冷、氫氣的提純等方面已經進入實際應用；在原子核技術領域中,稀土金屬在反應堆中做結構材料,控制材料。稀土元素在高新科學技術領域中的應用非常廣泛。稀土無機液體激光工作物質有：POCl3~SnCl4~Nd3+；POCl3~ZnCl2~Nd3+兩種體系。例如：稀土晶體激光工作物質是釹(Nd)激活的釔鋁柘榴石。：在硅酸鹽、磷酸鹽等玻璃中加入釹(Nd)、鉺(Er)等稀土(RE3+)激活離子可以制得激光工作物質。在計算機、電機、雷達、微波元件、電聲元件等應用非常廣泛。剩余磁感應強度大。稀土磁性材料性能優(yōu)良,最大磁能積達到500KJ/m。稀土熒光粉的總用量相對于鋼鐵、冶金等行業(yè)來說較少,但附加值很高,尤其是計算機彩色顯示屏,大屏幕彩色電視機的需求量增加,對熒光粉的需求量迅速以大幅度上升。例如：彩色電視機顯像管的紅色熒光粉,其主要成分是Y2O2S:(Eu)。例如：用相應的稀土碘化物(REI3)做成的鏑燈、釤燈、鈥燈等光效應很高，廣泛應用于電視、電影制作、印刷工業(yè)的照明光源。稀土用于球墨鑄鐵中可以控制有害元素的影響,形成晶核以及作為球化劑,提高了鑄鐵的機械性能,耐磨性和耐腐蝕性；在有色金屬冶煉中,稀土可以改善合金的高溫抗氧化性,提高強度；稀土可和鋁、銅、鎂等形成合金。用于氨氧化的非鉑稀土催化劑有：錳酸鈣鑭(La1/3Ca2/3MnO3)；錳酸鐵鈣稀土(RE1/2Ca1/2Fe1/2Mn1/2O3)和鈷酸稀土(RECoO3)等鈣鈦礦型。設備運轉長期穩(wěn)定,生膠性能接近于天然橡膠,以鐠(Pr),釹(Nd)元素的催化活性最好。稀土催化劑可以提高石油裂化的汽油產率,降低煉油成本。例如：將鑭元素應用于光學玻璃,釔,銪元素應用于彩色熒光粉以及將稀土廣泛應用于冶金(鋼鐵),石油化工(催化裂化重整),玻璃陶瓷等領域。接著應用于制造打火石,電弧燈的碳精棒,隨后應用在拋光粉,玻璃著色劑,陶瓷乳濁劑等方面。例如：各種稀土熒光材料、激光材料、磁性材料和電子材料等。~%。而是多以添加劑的方式使用。：釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鏑(Dy)鉺(Er)等具有對中子俘獲截面積大的性質,可以應用于原子反應堆的控制材料,有毒可燃物的減速劑等；而如鈰(Ce)、釔(Y)等中子俘獲截面積小的稀土元素,多用于原子反應堆燃料的稀釋劑。使得高純單一稀土元素及其化合物可以作為優(yōu)良的熒光材料、激光材料和電光源材料；彩色玻璃和陶瓷釉料以及磁性材料等。使得稀土元素及化合物廣泛應用于：冶金、石油化工、玻璃陶瓷、發(fā)火合金以及貯氫材料。根據稀土元素的物理化學性質和材料學特征。由早期應用稀土元素的共性發(fā)展變化到現在主要應用單一稀土元素的特殊性質,深入到現代科學技術領域的各個方面。稀土元素的獨特而優(yōu)異的物理和化學性質。1994年世界最大的稀土生產廠、法國的羅納~普朗克公司將稀土原料由獨居石改為中國氯化稀土,當年我國出口的13000多噸氯化稀土中,絕大多數是出口法國。2001年底,稀土產量71000多噸,我國稀土消費量已居世界第二(僅次于美國)。1989年后由于經濟過熱和盲目出口的干擾,造成全國稀土行業(yè)的滑坡,直到1991年才開始從低谷中走出來,此后,稀土生產得到較大發(fā)展,尤其是稀土應用發(fā)展更快。目前我國基本形成相對完整的稀土工業(yè)體系。80年代,由于串級萃取理論的廣泛應用和稀土工業(yè)生產的迅速發(fā)展,出現了一種蘋取劑在一個體系中分離15個稀土元素的全萃取工藝,近年來又出現了多出口工藝。隨后在廣東、甘肅、內蒙古、湖南、江西等地有不少稀土冶煉廠相繼建成和投產,使我國稀土生產能力猛增。我國在建國初期就開始了稀土的研究,1958年取得了從獨居石中提取稀土并分離出15個高純單一稀土的重大研究成果。此外,德國、英國、日本、印度、澳大利亞和巴西等國的稀土工業(yè)也很發(fā)達。羅森公司是美國最大的稀土金屬生產廠,混合稀土金屬產量為1800t/a。美國是最大的稀土生產國,共有15家稀土生產公司,最大的美國鉬公司,壟斷了美國氟碳鈰鑭礦的生產,礦石處理能力5萬t/a,單一稀土為2000t/a,氧化銪(8~9)t/a。使稀土工業(yè)進入一個嶄新階段,從而推動了稀土在冶金、石油化工、玻璃陶瓷、彩色電視、磁性材料、電子工業(yè)、原子能工業(yè)、能源、醫(yī)藥和農業(yè)等部門的廣泛應用。加速了稀土應用和稀土工業(yè)的發(fā)展。因此迫切需要為這一副產物找到應用部門并降低生產成本。二次世界大戰(zhàn)后,由于原子能工業(yè)的發(fā)展,需要處理大量的獨居石,以獲得核燃料鈾和釷。起初稀土是作為副產品處理的。167。我國的稀土資源非常豐富,品種多,配分好,儲量居世界第一。是目前經濟價值最高的稀土礦,開采方式,提取工藝簡便,成本低。不同類型的巖石形成的離子吸附型稀土礦床的稀土組成也不盡相同。主要分布在江西的贛南,福建的龍巖,湖南的永州,廣東的和平、南雄,廣西的法卡山、老山,貴州的畢節(jié),四川涼山,酒泉、西昌等地。主要產地是印度、斯里蘭卡、泰國、中國、澳大利亞、俄羅斯、巴西、美國、南非、加拿大、馬達加斯加等國。并伴有少量的鈾和釷(Th)。折射率為Ng = ~，Nm = ，Np = ~(有三個光軸)。單斜晶系,板狀、針狀、柱狀或錐狀晶型。因此,具有極高的經濟價值。中國包頭鋼鐵公司所屬的白云鄂博稀土礦(氟碳鈰礦)是大型的RE~Fe~Nb的復雜伴生型礦山。主要產地有美國的蒙頓帕斯(Mountain Pass)和中國內蒙古自治區(qū)的白云鄂博。有紅褐色、淺褐色、棕色、黃色、淺綠色等。：它是重要的鈰(Ce)族稀土工業(yè)礦物。La~Eu輕稀土氧化物占RE2O3總量的97%；%,其它的稀土含量較少,并伴生有鈮(Nb),鐵(Fe),錳(Mn)等元素。主要化學成分是稀土的氟碳酸鹽和磷酸鹽。其中以混合型稀土礦、氟碳鈰礦、獨居石、離子吸附態(tài)稀土礦最為重要。配分較全。稀土礦物中的稀土元素的含量由于產地的不同而波動較大,配分也大不相同。重稀土的原料礦物主要有：磷釔礦(Y,Ce,Er)PO4，褐釔鉭礦Y(Ta，Nb)O3,鈦鈾礦和離子吸附態(tài)稀土礦。目前工業(yè)上實際利用的稀土礦物只有10多種。以稀土含量為主的礦物有70余種。它們不需進行選礦,可從原礦中直接提取稀土元素。它們的全稱是“中國花崗風化巖淋積型離子吸附態(tài)稀土礦”。例如：粘土礦物,云母礦等。2)以類質同晶置換(Ca,Sr,Ba,Mn,Zr,Th等)的形式分散于造巖礦物中。例如：獨居石(LnYTh)PO4和氟碳鈰礦RE(CO3)F等,都是以鈰(Ce)元素為主。4)地殼中的稀土元素集中于巖石圈中,主要在花崗巖,偉晶巖,正長巖的巖石中,釔組(Y)元素和花崗巖巖漿結合得更緊密,傾向于出現在花崗巖類的有關礦床中；鈰組(Ce)元素傾向于出現在不飽和的正長巖巖石中。稀土元素的豐度隨原子序數(Z)的變化而都服從奇偶數變化規(guī)律：原子序數為偶數的元素豐度大于相鄰的原子序數為奇數的元素的豐度。鈰組為101克/噸,釔組為47克/噸。所以,有些稀土元素不是稀有的,只是在發(fā)現它們時,認為是稀有的氧化物而稱為稀土。就單一元素來說，鈰(Ce)元素的豐度大于鋅、鈷(Co)和錫(Sn)；鑭(La)、釔(Y)、釹(Nd)元素的豐度大于鉛(Pb)；鐠(Pr)、釤(Sm)、釓(Gd)元素的豐度相當于鈹(Be)、砷(As)、而大于硼(B)；就是含量較少的銪(Eu)也相當于銻(Sb)而大于汞(Hg)、鉍(Bi)、銀(Ag)、鉑(Pt)和金(Au)。稀土元素在地殼中的分布有下述特點：1)17種稀土元素在地殼的豐度比一些常見元素還要高。通過統(tǒng)計研究發(fā)現：稀土元素在地殼中的分布十分廣泛,數量也不少。顯然,宇宙豐度包括地球和地球大陸的地殼豐度。其中在太陽和太陽系中,稀土的相對豐度是以相對于Si=106個原子來計算。2 稀土礦物資源稀土元素的豐度分為宇宙豐度和地殼豐度。在醫(yī)學上,國外還有人研究用46Sc來醫(yī)治癌癥。自然界中鈧均以45Sc形式存在,另外,鈧還有9種放射性同位素,即40~44Sc和46~49Sc。在玻璃工業(yè)中,可以制造含鈧的特種玻