稀土有“工业维生素”的美称。稀土元素是指元素周期表中原子序数为57 到71 的15种镧系元素,以及与镧系元素化学性质相似的钪(Sc) 和钇(Y)共17 种元素。稀土元素在石油、化工、冶金、纺织、陶瓷、玻璃、永磁材料等领域都得到了广泛的应用,随着科技的进步和应用技术的不断突破,稀土氧化物的价值将越来越大。
矿产资源的用途有:
一、做建材的岩石
1. 大理岩:用来作为壁面或地板。是制造水泥的原料。花瓶、烟灰缸、桌子等家用品。
2. 花冈岩:多用於寺庙里的龙柱、地砖、石狮。
3. 板岩:作为建材,筑成石板屋或围墙。
4. 砾岩:卵石和砂都是建材。
5. 石灰岩,作为围墙建材,保护农作物。
6. 泥岩:作为砖瓦、陶器的原料。
7. 安山岩:作庙宇的龙柱、墙壁的石雕、墓碑、地砖等。
二、可提炼金属的矿物
1. 金矿:经过淘洗,就成为黄金。
2. 黄铜矿:炼铜。
3. 方铅矿:含铅矿物。
4. 赤铁矿:含铁矿物。
5. 磁铁矿,吸附含铁物质。
三、珍贵的宝石
1. 钻石:即俗称的金刚石。
2. 刚玉:红色的刚玉俗名红宝石,蓝色的刚玉叫做蓝宝石。
3. 蛋白石:一般为无色或白色,有些具有特殊的晕彩。
4. 水晶:纯石英单晶称为水晶,黄水晶、紫水晶等
四、做为颜料
有些矿物具有特别的颜色,可用来作成颜料,如蓝色的蓝铜矿,绿色的孔雀石,红色的辰砂。
五、其他用途
1. 石英:制造玻璃的主要材料。
2. 方解石:制造水泥的主要原料。
3. 白云石,作为电热器中绝缘体的材料。
4. 石墨:做成润滑剂、电极、坩埚等。
5. 硫磺:火山地区的温泉中即含有黄色的硫磺。
6. 石膏:石膏一般用於固定骨折受伤处,或做成塑像,也用於建筑工业。
7. 磷灰石:用於制造农业用磷肥。
8. 蛇纹石:用於炼钢工业上。
9. 滑石,制造颜料、爽身粉、去污粉、化学品等。
有机稀土是指含有碳氢化合物基团的稀土化合物,具有独特的化学和物理性质,被广泛应用于各个领域。在近年来,人们对有机稀土的研究与应用越来越重视,下面就让我们来了解一下有机稀土的作用和用途有哪些。
有机稀土化合物在有机合成领域具有重要的催化作用。其与有机底物之间的作用机理通常是通过稀土离子对底物进行活化,使其发生特定的化学反应。由于稀土离子的特殊价态和配位结构,有机稀土催化剂具有较高的催化活性和选择性,对底物的转化效率较高。
有机稀土催化剂的应用范围非常广泛。例如,它们可以用于有机合成中的氧化、还原、酰基化、缩合等反应,可合成各种有机化合物,如醇、酮、醛、酯等。此外,有机稀土还可以在羰基化合物的氧代硝化反应中起到重要作用,促使反应在温和条件下进行,避免了剧烈条件下产生的副反应。
有机稀土催化剂的应用不仅在有机合成领域非常广泛,在精细化工、材料科学、医药化学等领域也有很大的应用潜力。
有机稀土化合物在材料科学领域中具有广泛的应用。由于稀土化合物的独特性质,有机稀土可以用于改性材料的制备和改进性能。其应用领域包括有机光电材料、有机导电材料、有机发光材料等。
有机稀土在有机光电材料中的应用是其中的一个重要方面。稀土离子的特殊激发光谱和发光性质使其在液晶显示器、荧光材料、激光材料等方面具有广泛应用。通过将有机稀土引入不同的基体材料中,可以改变基体材料的光、电、热等特性,从而实现对材料性能的调控和优化,满足不同应用领域的需求。
有机导电材料是另一个有机稀土的重要应用领域。由于稀土离子具有较杂电子结构和特殊能带结构,稀土化合物在导电性方面表现出优异的性能。因此,有机稀土及其衍生物被广泛应用于导电聚合物、有机半导体等材料的制备。这些材料在柔性电子器件、传感器、导电涂层等领域具有重要的应用价值。
有机稀土化合物在医药化学领域具有广泛的应用前景。稀土离子的化学活性和特殊的配位性质使其成为许多生物活性分子的良好配体。有机稀土配合物可以通过调控溶解度、改变分子构象、增强分子稳定性等方式来改善药物的性能。
有机稀土配合物在抗肿瘤药物研究中有着重要的作用。稀土离子的特殊性质使其成为抗肿瘤药物研究的热点。通过引入有机稀土配合物,可以提高药物的靶向性、细胞毒性和药效,减少药物的毒副作用。
此外,有机稀土配合物还可以用于抗炎、抗氧化、抗病毒等方面的药物研发。通过调控稀土配合物的结构和性质,可以改变药物的作用机制和效果,从而开发出更具有临床应用价值的药物。
有机稀土化合物是一类具有独特性质和广泛应用潜力的化合物。其在催化领域、材料科学和医药化学中的应用已经得到了广泛研究。随着技术的发展和研究的深入,有机稀土的应用前景将更加广阔。
稀土就是化学元素周期表中镧系元素——镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素——钪(Sc)和钇(Y)共17种元素,称为稀土元素.
五矿稀土是有色资源股,有稀土等丰富的矿产资源。
石油化工:
用稀土制成的分子筛催化剂,具有活性高、选择性好、抗重金属中毒能力强的优点;
在合成氨生产过程中,用少量的硝酸稀土为助催化剂,其处理气量比镍铝催化剂大1.5倍;
在合成顺丁橡胶和异戊橡胶过程中,采用环烷酸稀土-三异丁基铝型催化剂,所获得的产品性能优良,具有设备挂胶少,运转稳定,后处理工序短等优点;
复合稀土氧化物还可以用作内燃机尾气净化催化剂,环烷酸铈还可用作油漆催干剂等。
冶金工业:
稀土金属或氟化物、
硅化物
加入钢中,能起到精炼、脱硫、中和低熔点有害杂质
的作用,并可以改善钢的加工性能。稀土硅铁合金、稀土硅镁合金作为球化剂生产稀土球墨铸铁,由于这种球墨铸铁特别适用于生产有特殊要求的复杂球铁件,被广泛用于汽车、拖拉机、柴油机等机械制造业。
添至镁、铝、铜、锌、镍等有色合金中,改善合金物理化学性能,提高合金室温及高温机械性能。
玻璃陶瓷
主要包括:超导陶瓷、压电陶瓷、导电陶瓷、介电陶瓷及敏感陶瓷等。
稀土氧化物或经过加工处理的稀土精矿,可作为抛光粉广泛用于光学玻璃、眼镜片、显像管、示波管、平板玻璃、塑料及金属餐具的抛光。
在熔制玻璃过程中,可利用二氧化铈对铁有很强的氧化作用,降低玻璃中的铁含量,以达到脱除玻璃中绿色的目的。
添加稀土氧化物可以制得不同用途的光学玻璃和特种玻璃,其中包括能通过红外线、吸收紫外线的玻璃、耐酸及耐热的玻璃、防X-射线的玻璃等。
在陶釉和瓷釉中添加稀土,可以减轻釉的碎裂性,并能使制品呈现不同的颜色和光泽,被广泛用于陶瓷工业。
浙江大学陈昂等,采用常规功能陶瓷的制备方法,YBa2Cu3O7-x和铁电陶瓷BaTiO3复合,获得了铁电性与超导性共存的YBa2Cu3O7-x-BaTiO3系复合功能陶瓷,其电导特性符合三维导电行为,并当YBa2Cu3O7-x含量较高时呈超导性。
华中理工大学周东祥等的研究指出,LaCoO3-SrCoO3系和LaCrO3-SrCrO3系复合功能陶瓷,可用作磁流体电机的电极材料和气敏材料
而在NTC热敏复合材料NiMn2O4-LaCrO3陶瓷中,新化合物LaMnO3导电相决定着陶瓷的主要性质。
西安交通大学的邹秦等通过用稀土离子Y3+、La3+对(Sr,Ca)TiO3掺杂,省去了原有的用碱金属离子(Nb5+、Ta5+)涂覆并进行热扩散的工艺,制得的陶瓷材料致密度高、工艺性能良好,保持电阻率低(ρ为10-2Ω/cm量级)、非线性高(非线性系数α>10)的介电-压敏复合功能特性。
智能陶瓷是指具有自诊断、自调整、自恢复、自转换等特点的一类功能陶瓷。
在锆钛酸铅(PZT)陶瓷中添加稀土镧而获得的锆钛酸铅镧(PLZT)陶瓷,不但是一种优良的电光陶瓷,而且因其具有形状记忆功能,即体现出形状自我恢复的自调谐机制,故也是一种智能陶瓷。智能陶瓷材料概念的提出,倡导了一种研制和设计陶瓷材料的新理念,对拓宽稀土在近代功能陶瓷中应用极为有利。近年的研究还表明,稀土在生物陶瓷、抗菌陶瓷等新型陶瓷材料中也有着独特的作用。由于稀土元素可与银、锌、铜等过渡元素协同增效,开发的稀土复合磷酸盐抗菌可使陶瓷表面产生大量的羟基自由基,从而增强了陶瓷的抗菌性能。
稀土陶瓷颜料主要是指五种色相的组合着色锆英石基稀土陶瓷颜料。
它可用作彩釉砖、外墙砖、地砖等建筑陶瓷的装饰材料,尤其适用于卫生洁具陶瓷制品的彩饰,还可用作瓷器釉上彩、釉中彩和釉下彩的色基。
组合着色锆英石基稀土陶瓷颜料,是以二氧化锆、二氧化硅为基质材料,以过渡元素和稀土元素为组合着色剂,添加少量矿化剂,经高温900~1150℃固相反应合成。
其主要技术指标如下:色相有红、黄、蓝、绿和灰,稳定性小于或等于1280℃最高可达1300℃),适应气氛为氧化焰,颗粒直径小于15μm的不少于92%,大于30μm者为零新材料
稀土钴及钕铁硼永磁材料,具有高剩磁、高矫顽力和高磁能积,被广泛
稀土永磁微电机
用于电子及航天工业纯稀土氧化物和三氧化二铁化合而成的石榴石型铁氧体单晶及多晶,可用于微波与电子工业
用高纯氧化钕制作的钇铝石榴石和钕玻璃,可作为固体激光材料
稀土六硼化物可用于制作电子发射的阴极材料;镧镍金属是70年代新发展起来的贮氢材料;铬酸镧是高温热电材料
当前世界各国采用钡钇铜氧元素改进的钡基氧化物制作的超导材料,可在
液氮
温区获得超导体,使超导材料的研制取得了突破性进展。稀土用于照明光源,投影电视荧光粉、增感屏荧光粉、三基色荧光粉、复印灯粉
在轻纺工业中,稀土氯化物还广泛用于鞣制毛皮、皮毛染色、毛线染色及地毯染色等方面。
农业方面:
稀土元素可以提高植物的叶绿素含量,增强光合作用,促进根系发育,增加根系对养分吸收。向田间作物施用微量的硝酸稀土,可使其产量增加5~10%。
稀土还能促进种子萌发,提高种子发芽率,促进幼苗生长。
除了以上主要作用外,还具有使某些作物增强抗病、抗寒、抗旱的能力。
大量研究表明,使用适当浓度稀土元素能促进植物对养分的吸收、转化和利用。
军事方面:
稀土具有优良的光电磁等物理特性,能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料,其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。
比如大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。
稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。
稀土科技一旦用于军事,必然带来军事科技的跃升。从一定意义上说,美军在冷战后几次局部战争中压倒性控制,正缘于稀土科技领域的超人一等。
稀土可用在新材料、冶金工业、石油化工、玻璃陶瓷、军事等方面 ,能和其他材料组成各种各样的新型材料,广泛应用于生活中的各个地方,也可作为催化剂,用于部分生产工艺中。
稀土金属是一类在现代社会中具有广泛应用的重要材料。它们的独特性质使得它们在各个领域发挥着重要的作用。下面将介绍一些稀土金属的重要用途。
稀土金属在电子产品制造过程中起到了至关重要的作用。例如镝和铽被广泛用作电视和计算机显示器的荧光粉,它们能够使得屏幕显示出明亮而饱满的颜色。钕铁硼磁铁是电子产品中常用的磁性元件,它们具有强大的磁性,能够用于制造高性能的电机和发电机。
稀土金属在新能源技术领域发挥着关键的作用。例如,镧和钕被广泛用于制造永磁材料,这些材料在风力发电机和电动汽车驱动系统中起到了重要的作用。铈被用作催化剂,用于清洁能源的生产和转换过程中。这些新能源技术的发展对于减少对传统能源的依赖,保护环境具有重要意义。
稀土金属在照明行业中也有广泛的应用。采用稀土金属发光粉制造的荧光灯、LED灯具和磷光体显示器,能够提供更高的亮度和更广的色域,使得照明效果更加明亮和自然。与传统照明产品相比,稀土金属应用的照明产品节能效果更好,寿命更长。
稀土金属在医疗领域中有着重要的用途。铕被用作构建荧光探针,能够在体内跟踪和检测疾病。铽被用作磁共振成像的对比剂,能够提高影像的对比度和清晰度。此外,稀土金属也被用于制备医用材料和药物。
稀土金属在环保技术中的应用也日益广泛。铈是一种重要的催化剂,可以用于净化废气、废水和废弃物,对于降低污染物的排放和保护环境具有重要意义。钕和镧被用于制造高效的节能型照明设备,有助于减少能源消耗和碳排放。
总的来说,稀土金属在现代社会中有着广泛而重要的用途。从电子产品到新能源技术,从照明行业到医疗领域,从环保技术到其他领域,稀土金属的应用无处不在。随着科技的不断发展,对稀土金属的需求也将持续增长。因此,合理开发和利用稀土金属资源,将对推动经济发展和社会进步起到积极的促进作用。
氧化铈稀土抛光粉中稀土的作用 氧化铈稀土抛光粉在行业中的应用众所周知,具有抛光光洁度高、速度快和使用寿命长等优点,和以前的抛光粉铁红粉相比,具有易于从沾着物上除去,不污染环境等优势。
用氧化铈稀土抛光粉抛光光学玻璃镜片,抛光时间只需一分种左右,和以往30多分种的抛光粉相比较,其效率足足提高30倍多,而且由于稀土氧化铈具有颗粒微小,均匀度高,悬浮度高的特点,其用量也少。所以,稀土抛光粉具有抛光速度快,抛光效率高以及用量少的优点。而且能改变抛光质量和操作环境。
氧化铈稀土抛光粉在光学玻璃中的作用 2,玻璃脱色作用:大多数光学玻璃里都含有氧化铁,它能通过原料、砂子、石灰石和玻璃配料中的碎玻璃带入玻璃,其存在形式有两种:一种是使玻璃颜色变成深蓝的二价铁,另一种使玻璃颜色变成黄色的三价铁,脱色就是把二价铁离子氧化成三价铁,因为三价铁的色调强度只有二价铁的十分之一。
然后添加补色剂,把颜色中和成浅绿色。
用于玻璃脱色的稀土元素主要是氧化铈和氧化钕。
稀土玻璃脱色剂取代传统使用的白砒脱色剂,不仅提高效率,而且还避免了白砒的污染。
氧化铈用于玻璃脱色具有高温性能稳定、价格低廉和不吸收可见光等优点 2,稀土抛光作用: 一般稀土玻璃抛光粉主要用富铈氧化物。
氧化铈之所以是极有效的抛光用化合物,是因为它能用化学分解和机械摩擦二种形式同时抛光玻璃。
稀土铈抛光粉广泛用于照相机、摄影机镜头、电视显像管、眼镜片等的抛光。
目前我国有稀土抛光粉厂几十家,生产规模上百吨的十余家。
3,稀土澄清剂作用:采用氧化铈代替传统的氧化砷作玻璃澄清剂,清除气泡和微量带色元素,在制备无色玻璃瓶时效果显著,成品晶荧洁白、透明度好、玻璃强度和耐热性提高。
同时还消除了砷对环境和玻璃的污染。
另外,氧化铈添加在日用玻璃,如建筑和汽车用玻璃,水晶玻璃,能减少紫外线的透光率,该用途在日本和美国已推广使用。
在我国随着生活质量的提高,也会有较好的市场。
氧化钕添加在显像管玻壳中,可消除红色光的色散,增加了清晰度。
添加稀土的特种玻璃有:镧玻璃具有高折射、低色散特性,广泛用于制造各种透镜和高级照相机、摄像机镜头,尤其是高空摄影装置的镜头;铈防辐射玻璃,用于汽车玻璃和电视玻壳;钕玻璃用于激光材料,是巨型激光器最理想的材料,主要用于受控核聚变装置。
4,在燃料电池中可以得到一定应用: 稀土元素的性质决定于稀土原子和稀土离子的电子结构特点。稀土元素的性质是与稀土元素在自然界中的存在和分布形式、稀土元素分离的方法以及稀土元素在各方面广泛应用密切相关的。为了更好地理解稀土元素分离和应用的原理,我们有必要先来研究一下稀土元素(金属和+3价离子)的物理和化学性质。
稀土元素都是典型的金属,一般呈银灰色,其金属光泽介于铁和银之间。其中某些可以形成带颜色的盐的金属略具淡黄色(如镨、钕等)。
稀土金属质地柔软,如铈和镧同锡一样柔软,但随着原子序数增大而有逐渐变硬的趋势。
稀土金属具有延展性,其中铈、钐、镱延展性良好,例如铈能很好地轧成薄片抽成细丝。
大部分稀土金属呈紧密六方晶格或面心立方晶格结构,只有钐为菱形结构,铕为体心立方结构。
稀土金属(除铕、镱外)的密度和稀土金属(除镧、铕、镱外)的熔点都随着原子序数的增加而增加。
就其密度而言,以钪为最小、钇次之,而铥和镥最大,这与它们的原子半径的变化趋势相一致。
它们的沸点,镱最低,镧和铈最高。 5,玻璃着色作用: 稀土离子在高温下具有稳定而鲜艳的颜色,用来掺入料液中,制造各种颜色的玻璃。钕、镨、铒、铈等稀土氧化物都是极佳的玻璃着色剂,当添加稀土着色剂的透明玻璃吸收波长为400~700纳米的可见光时,呈现出美丽的彩色。用这些彩色玻璃可以制作航空航海、各种交通工具的指示灯罩及各种高级艺术装饰品。 氧化钕加入钠-钙玻璃和铅玻璃中,玻璃颜色的深浅取决于玻璃的厚度和钕的含量以及光源的强弱,薄玻璃呈淡粉红色,厚玻璃呈兰紫色,这种现象称为钕的双色性;氧化镨产生一种类似于铬的绿色;氧化铒用在光致变色玻璃和水晶玻璃中呈粉红色;氧化铈和二氧化钛结合使用,使玻璃呈黄色;氧化镨和氧化钕可用于镨钕黑玻璃。