稀土元素的发现历史 稀土很稀有吗?
“稀土”不是土,“稀”也并不是稀有的意思,其实稀土元素在地壳中的含量并不低,部分元素的丰度甚至高于铜、锌等常见金属,但是稀土元素很少富集成可供开采的矿床,所以比较恰当的理解是“稀薄”。
*丰度:是指一种化学元素在某个自然体中的重量占这个自然体总重量的相对份额(如百分数)。
地壳中元素的相对丰度
由于稀土家族中的17种元素之间的物理化学性十分相似,从含稀土矿物精矿中提取的稀土,还有许多伴生的杂质元素(铀、钍、铌、钛、锆、铁、钙、硅等),仍然是稀土的混合化合物。所以要得到单一的稀土元素,还需要进一步较为复杂的化学处理。
从三种含稀土矿物精矿中提取稀土的工艺路线
在工业生产中,溶剂萃取法由于分离效果好、产能大等优点,逐渐成为分离大量稀土的主要方法。溶剂萃取法,简称萃取法,由有机相和水相相互混合,水相中要分离出的物质进入有机相后,再靠两相质量密度不同将两相分开。
溶剂萃取法示意图
稀土资源分布在哪里?
中东有石油,中国有稀土。全球共探明稀土储量1.2亿吨,我国稀土储量有4400万吨,约占全球储量的37%,且储量分布较为集中,主要集中在内蒙古、江西、广东、广西、四川等省。
国内稀土矿分布图
其中,分布在江西省的离子吸附型稀土矿床是我国独有的重稀土资源,重稀土铽(Tb)、镝(Dy)主要作为永磁体的添加剂,改进永磁体材料性能。
*根据稀土物理化学性质和分离工艺的不同,又分为轻稀土元素和重稀土元素。镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆等元素称为轻稀土元素;铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥和钇等元素称为重稀土元素。