稀土元素

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个元素密切相关的元素——钪(Sc)和钇(Y)共17种元素，称为稀土元素。详情请参考百度百科http://baike.baidu.com/link?url=KUk3foba6xwDhg09mgKpftOehyG508Wn4BYl4ptcpOba0OSBkozq8a6D-susdJcX

从1794年发现元素钇，到1945年在铀的裂变物质中获得钷，前后经过151年的时间，人们才将元素周期表中第三副族的钪钇镧铈镨钕钷钐铕钆铽镝钬铒铥镱镥17个性质相近的元素全部找到，把它们列为一个家族，取名稀土元素，其中从镧到镥15个元素又称为镧系元素。其实，这些元素并不那么稀少。例如，铈在地壳中的含量与锡近乎相等，而钇钕镧都比铅更丰富。其余的稀土元素，除钷外都不少于银，而比金丰富得多。我国是全世界稀土资源最丰富的国家，储量占全世界储量的4/5以上。此处仅简单介绍稀土元素的若干应用，从中可看出稀土元素应用的广泛性和重要性。 钢的脱硫 在钢中添加混合稀土金属的目的之一是控制硫夹杂物的含量和形状。炼钢时通常要添加锰，锰与硫结合形成硫化物夹杂物，这种夹杂物在轧钢时会变形。而添加混合稀土金属则能产生稀土的硫化物、硫氧化物，它们在轧钢时形状保持不变，这可使钢的性能得到改善。 稀土球墨铸铁 混合稀土金属以稀土硅铁合金或硅镁钛合金的形式加入铁不中促进石墨的球化，从而提高铸铁的可锻强度。产品称球墨铸铁。 打火石 混合稀土金属还用于制造打火石，这是用75%的混合稀土金属和25%的铁制成的一种合金。 用于有色金属合金中 稀土金属有色金属合金中也获得广泛应用。例如有一种稀土镁合金(含有Mg,Zn,Zr,La,Ce)可用于制造喷气式发动机的传动装置，直升飞机的变速箱，飞机的着陆轮和座舱罩。在镁合金中添加稀土金属的优点是可提高其高温抗蠕变性，改善铸造性能和室温可焊性。有一种铝锆钇合金用作电线，其特点是输出功率高、耐热、耐振动和耐腐蚀。 永磁材料 有一种永磁材料--钕铁永磁合金，其磁能积达300千焦/立方米，比钐钴永磁合金(它在70年代取代昂贵的铂钴永磁体市场产生过重大影响)几乎高出一倍。然而钕铁永磁合金也有缺点，它在居里温度达3250℃左右，(钐钴永磁合金的是760℃左右)，并且铁容易腐蚀。研究发现，把硼添加到钕铁永磁合金中可提高其磁能积和抗退磁的能力。这些性能优良的永磁材料用于飞机及宇宙航行器的仪表，精密仪器，微型电机等。 石油裂化催化剂等 稀土分子筛裂化催化剂是用于石油裂化工艺中性能优良(催化活性大，产品收率高)的催化剂。这种催化剂多数用混合稀土氯化物与相应的钠型分子筛发生阳离子交换反应制成。 稀土金属元素的化合物作为催化剂还用于很多其他催化反应中。如将已除去铈的混合稀土金属元素的环烷酸盐溶于汽油中可用作合成戊橡胶工艺中的催化剂，这是我国首创的，又如为净化汽车废气而设计的汽车催化器中，能将一氧化碳和未燃烧尽的碳氢化合物减少到极低的水平，其中所用的催化剂LACOO3，有效地地催化CO、烃类的燃烧，其活性、寿命与铂基催化剂无甚差别，而价格则便宜得多。 镧玻璃 一种具有优良光学性质的镧玻璃，含氧化镧La2O360%，氧化硼B2O340%，具有高的折射率，低的色散和良好的化学稳定性。这种光学玻璃是制造高级照相机的镜头和潜望镜的镜头的不可缺少的光学材料。 玻璃脱色 采用稀土使玻璃脱色的原理涉及到铁的氧化态。玻璃中的二价铁杂质使玻璃显蓝色，它氧化成三价铁后则使玻璃显极浅黄色，颜色淡得多。二氧化铈是很好的玻璃脱色剂，因为铈(Ⅳ)具有强氧化性，能将二价铁氧化成三价铁，而它本身则还原成稳定的铈(Ⅲ)，CeO2 Ce2O3都无色。 荧光粉 在彩电的显像管中采用的性能优良的红基色荧光粉，以钇的化合物Y2O2S或Y2O3作基质，以铕Eu3+作激活剂。这种产生出红色基色的荧光粉的使用效果，远远比过去(1964年以前)使用的非稀土硫化物红色荧光粉为好。 各种稀土荧光粉的用途颇广，如用于黑白电视显像管、X射线增感屏、雷达显像管、荧光灯、高压水银灯等。 激光器 稀土在激光器中也应用较多。目前使用最广的激光工作物质是掺钕钇铝石榴石Y3Al5O12:Nd3+和掺钕玻璃。前苏联曾研制出一种新型激光器--掺Cr3+,Nd3+的钆钪镓石榴石，其效率比钕激光器高3.5倍。 储氢 在合适的温度和压力下，五镍镧LaNi5合金能吸收氢分子:LaNi5+3H2=LaNi5H6冷却该合金时氢就被吸收，加热时就解吸，这提供了一种安全的储氢方法。 在室温及2.5大气压下，1公斤的LaNi5合金能吸收14克氢，而稍加热即可把储藏的氢完全放出。LaNi5和LaNi5H6的密度分别约为6.4和6.43克/厘米。由此可算得每立方米LaNi5约可吸收储存氢90克之多，而1米3液氢却不过重71克，可见LaNi5的储氢效率之高(而且还有比液氢安全的优点)。已发现的类似的储氢材料还有CeNi5,LaMg17,La2Ni5Mg13等。这样的储氢材料在利用氢作燃料方面有潜在的应用前景

稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的总称，包含钪Sc、钇Y及镧系中的镧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，共17个元素。满意请采纳

稀土是一类元素的统称 ,有个简称RE或R,但没有元素符号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(Rare Earth).简称稀土(RE或R).

稀土元素是指原子序数从57到71的15个镧系元素，在元素周期表中属ⅢB族，同族中39号元素钇一般也看作稀土元素，同族中21号元素钪早期也有人把划入稀土元素，但多数研究者将它排除在外，因为它们在自然界中与稀土元素共生关系不密切，化学性质差别也比较大。稀土元素根据它们在物理化学性质上的某些差别可以将它们分成两组:从La到Eu称为轻稀土(LREE)，或铈组稀土;从Gd到Lu，包括Y称为重稀土(HREE)，或钇组稀土。稀土元素的离子半径近似，电价以三价为主，故它们的地球化学行为近似。当然也存在一定的差别，其原因在于:①离子半径有微小差别;②碱性不同决定了它们的沉淀顺序和迁移能力有所不同;③形成络合物的能力各不相同，因而在自然界中的迁移能力也不相同;④它们被吸附的能力随原子序数的增加、半径的减小而减小。这样就造成了它们在自然界中发生一定程度的分离(即出现“亏损”和“富集”)而显示不同的分配特点。(1)样品采集及分析本次研究分别在川东南的南川、万盛、道真、武隆、石柱、黔江、酉阳、秀山、沿河，以及湘西的花垣、永顺、龙山、咸丰、宣恩等地共采集了210件志留系小河坝组砂岩样品(图3.5)。从各个剖面选取了37件新鲜样品进行了稀土元素及微量元素地球化学分析(每个剖面的样品自底部向顶部依次编号见表3.6)，主要岩性为砂岩、细砂岩，样品稀土元素分析在中国科学院青岛海洋研究所分析与检测中心完成。样品破碎后研磨至200目，然后装袋备用。分析步骤为:称取40mg样品于Teflon溶样罐中，加入0.6mLHNO3+2mLHF封盖后，静置2h后，于150℃电热板上溶样24h;加0.25mLHClO4于150℃电热板上敞开蒸酸至近干;加1mLHNO3+1mLH2O密闭于120℃电热板回溶12h;用高纯H2O定容至40g;然后在仪器ICP-MS上进行测试，各标准样品(GSR-1，GSR-3，BHVO-2，BCR-2)及空白样品所测稀土元素的线性较好，分析误差基本都小于5%，很少大于10%，相同样品测试结果一致，测试结果准确可信。各测试样品最终结果取三次测定的平均值。表3.6 川东南-湘西志留系小河坝组砂岩稀土元素地球化学分析数据(μg/g)注:数据测试在中国科学院青岛海洋研究所分析与检测中心进行。(2)稀土元素含量及其特征值各沉积岩中稀土元素含量及化学参数见表3.6和表3.7。表3.7 川东南-湘西志留系小河坝组砂岩稀土元素(μg/g)及地球化学参数续表注:陨石数据根据Leed球粒陨石(田彰正，1973);稀土元素总量∑REE=La+Ce+Pr+Nd+Sm+Eu+Gd+Tb+Dy+Ho+Er+Tm+Yb+Lu;轻稀土元素含量LREE=La+Ce+Pr+Nd+Sm+Eu;重稀土元素含量HREE=Gd+Tb+Dy+Ho+Er+Tm+Yb+Lu;L/H:轻稀土含量与重稀土含量之比;(LaN/YbN):LaN和YbN经球粒陨石标准化的比值;Eu/Eu*=Eu/(SmN×GdN)1/2;Ce/Ce*=Ce/(LaN×PrN)1/2;(Lan/Ybn):Lan和Ybn经北美页岩标准化的比值。川东南、湘西地区志留系小河坝组砂岩样品的稀土元素分析结果(表3.6)表明，在湘西的宣恩板寮、龙山水田坝、咸丰、永顺、花垣等地稀土总量(不包括Y)介于118.05～234.68μg/g之间，平均值为163.02μg/g。在川东南的南川、武隆、道真、秀山、酉阳、沿河、石柱漆辽、黔江石会等地稀土总量介于113.35～280.63μg/g之间，平均值为202.3μg/g。总体上，研究区志留系碎屑岩的稀土元素含量都明显高于大陆上地壳的平均稀土元素总量值(146.4μg/g)，而比较接近北美页岩的平均值(173.2μg/g)。其中，LREE/HREE为轻、重稀土元素比值，能够反映样品轻、重稀土的分异状况，在同一类岩石中，若该值较大，说明轻、重稀土分异明显，轻稀土元素相对富集，重稀土元素则相对亏损。川东南地区样品的LREE/HREE为4.41～10.81，平均值为9.05，在湘西样品的LREE/HREE为6.74～11.44，平均值为8.77，研究区都略高于北美页岩的比值(7.44)，表明研究区相对富集轻稀土元素，重稀土相对亏损。LaN/YbN是稀土元素球粒陨石标准化图解中分布曲线的斜率，反映曲线的倾斜程度。LaN/SmN、GdN/YbN分别反映了轻、重稀土元素之间的分馏程度，LaN/SmN值越大，表明轻稀土越富集;GdN/YbN值越小，表明重稀土越富集。川东南样品的LaN/YbN为2.23～12.57，平均值为10.52，湘西样品的LaN/YbN为8.69～13.61，平均值为10.05，表明研究区样品的轻、重稀土元素分异较大。LaN/SmN、GdN/YbN分别反映轻稀土元素之间、重稀土元素之间的分馏程度。川东南样品的LaN/SmN介于1.51～4.81之间，平均值为3.69，湘西地区样品的LaN/SmN介于之间2.62～4.01，平均值为3.51，表明研究区轻稀土元素之间分异明显;川东南地区样品的GdN/YbN介于1.52～2.86，平均值为1.95，湘西地区样品的GdN/YbN介于1.63～2.48，平均值为1.97，表明研究区重稀土元素之间分异不明显。Eu具有明显的负异常，川东南地区样品的δEu为0.55～0.68，平均值为0.61，湘西地区的样品的δEu为0.55～0.70，平均值为0.63，研究区的δEu与北美页岩标准值(δEu=0.65)较为接近;川东南地区样品的δCe在0.66～0.96之间，平均值为0.94，湘西地区的样品的δCe在0.94～0.97之间，平均值为0.96，两区的δCe值基本正常。(3)稀土元素的球粒陨石标准化配分模式采用Leed球粒陨石(田彰正，1973)标准值对研究区志留系小河坝组砂岩样品进行标准化，其稀土元素配分模式基本类似，均为轻稀土元素富集、重稀土元素亏损型，分布曲线在轻稀土处具有较大的斜率，而在重稀土处较为平坦，Eu处出现一个明显“V”形，存在负Eu异常，表明沉积物的物源较为一致，物源相对稳定;从研究区稀土元素配分模式图3.6和图3.7可以看出La-Eu段轻稀土配分曲线较陡、斜率较大，表现为明显的“右倾”，说明轻稀土元素之间的分馏程度较高;Gd-Lu段重稀土配分曲线较为平坦、斜率较小，重稀土元素之间的分馏程度较低。图3.6 湘西志留系小河坝组砂岩稀土元素配分模式图3.7 川东南志留系小河坝组砂岩稀土元素配分模式(4)稀土元素的物源分析A.沉积速率前人研究表明，稀土元素中各元素在电价、被吸附能力等性质上仍有一定的差异，随着环境的改变会发生分异，在海洋环境中尤为明显。主要表现为轻稀土元素与重稀土、铈(Ce)和铕(Eu)与其他元素间的分离。REE大部分被结合于碎屑矿物或以悬浮物入海，碎屑或悬浮颗粒在海水中停留时间的差异是造成REE分异程度不同的重要原因之一。当悬浮物在海水中停留时间较短时，REE随其快速沉积下来，与海水发生交换的机会少，分异弱，这种沉积物的页岩标准化的REE配分模式比较平缓，Ce呈正常型或弱负异常，曲线斜率Lan/Ybn值为1左右。当悬浮颗粒在海水中停留时间较长，即其沉降缓慢，促进了更细颗粒中的REE分解作用，使带入海水中的REE有足够的时间被粘土吸附、与有机质络合和进行相关的化学反应，导致REE的强烈分异，沉积物中页岩标准化稀土配分模式发生显著变化，含量上轻、重稀土元素出现亏损或富集，Lan/Ybn值明显大于1或小于1，Ce也发生选择性分异，氧化环境中易呈Ce4+沉淀，具显著负异常，而缺氧条件下负异常消失，甚至出现正异常。因此，可以认为REE的分异程度是沉积颗粒沉降速率快慢的响应。基于海水中粘土等细碎屑悬浮物是有机质和REE共同的“宿主”，有机质又是REE最强的吸附剂之一，二者具有共同的沉降速率。本书将REE的分异程度作为一种指示剂来表征沉积物沉积速率。川东南地区志留系小河坝组砂岩Lan/Ybn值在0.62～1.85之间，均值为1.55(表3.7)，湘西地区志留系小河坝组砂岩Lan/Ybn值在1.28～2.0之间，均值为1.48，从川东南到湘西地区Lan/Ybn的值逐步降低，表明沉积物的沉积速率有增加的趋势，反映了距物源近的特点。海水中有机质主要以颗粒状或细颗粒等形式沉淀，沉积颗粒的沉降速率对有机质的聚集和保存影响显著。研究区志留系小河坝期沉积速率普遍较高，使得龙马溪期沉积的有机质聚集和保存，这一点在前人对本区的有机碳含量研究上也有体现。总体上看，川东南地区沉积物的沉积速率较湘西低，表明湘西更接近物源区，其海水深度也较浅。B.稀土元素对物源的指示意义稀土元素在水体中停留的时间非常短，能够快速进入到细粒沉积物中且不发生分异，能更好地保留源区的地球化学信息(杨守业，1999;Cullers，1988)，因此对沉积物具有示踪意义。杨守业等综合前人研究，认为控制沉积物中稀土元素组成最主要的因素是物源。在稀土元素示踪物源研究中，应注重稀土元素配分模式曲线的几何形态，而不是稀土元素的绝对丰度(赵振华，1997)。在实际应用中，研究者往往从配分模式曲线的特征来判断物质来源。相同来源的物质往往具有非常相似的稀土配分模式曲线，所以，在物源示踪研究中，稀土元素得到了广泛的应用。在反映盆地物源区性质的指标中，稀土元素分布模式是最可靠的指标之一。源自上地壳的稀元素具有轻稀土富集、重稀土含量稳定和明显负Eu异常等特征(McLennan，1995;Bhatia，1986)。本书做了川东南-湘西地区志留系小河坝组砂岩稀土元素样品Leed球粒陨石标准化的配分模式曲线(图3.6，3.7)，稀土元素总体具有轻稀土富集、重稀土含量稳定、明显的负铕异常等特征，样品的球粒陨石标准化配分模式相似，均属轻稀土富集型，Ce基本正常。从研究区的稀土元素配分模式可以判断川东南-湘西地区志留系小河坝组的物源一致。总体显示出研究区志留系小河坝组砂岩与上地壳基本一致的分布模式，说明研究区志留系小河坝期沉积岩的原始物质应源自上地壳。李双建和张廷山等对黔中隆起北侧的贵州习水喉滩、綦江观音桥志留系石牛栏组灰岩和靠近雪峰山隆起西北侧的湖南石门磺厂志留系罗惹坪组泥岩的稀土元素地球化学进行了研究(张廷山，1998;李双建，2008)。比较显示研究区地区的REE配分模式与石门磺石的罗惹坪组泥岩的REE配分模式(笔者采用Leed球粒陨石对参考文献中的数据进行统一标准化)十分接近(图3.8为本书数据，图3.9中的方形样品为贵州习水;三角形为湘西样品;菱形样品为湖北石门样品)，都显示出轻稀土富集、重稀土相对亏损的右倾型，存在明显负Eu异常，Ce基本正常。且稀土元素各种特征参数比值都很接近，说明研究区与石门磺石具有相似的物质来源。而川东南地区的稀土元素配分模式图与靠近黔中隆起的贵州习水喉滩、綦江观音桥石牛栏组灰岩的稀土元素配分模式存在明显的不同。表明研究区与石门的罗惹坪组应为同源，而与贵州习水喉滩、綦江观音桥石牛栏组应不同源。图3.8 湘西小河坝组砂岩稀土元素配分模式图3.9 湘西地区侵入岩稀土元素配分模式(据刘钟伟，1994)前人大量的研究结果表明，震旦纪-早志留世沉积时期，黔中隆起接受的是以碳酸盐岩为主的沉积，并且在其北侧未见有侵入岩体的报道，小河坝期若是黔中隆起向川东南地区提供的物源，那么在川东南地区的小河坝组砂岩应该体现碳酸盐岩作为物源的沉积记录，本次对研究区稀土测试研究结果显示，小河坝组砂岩物源区应为沉积岩与碱性玄武岩的混合区，所以物源只能是来自雪峰山隆起。同时与刘钟伟对湘西地区古丈、芷江、沅陵、怀化及通道一带侵入在新元古界板溪群(局部为下震旦统)中之北东向岩体的稀土元素配分模式相近(图3.9)。说明川东南志留系小河坝组砂岩的物源来自雪峰山隆起的新元古界板溪群及其侵入岩体。据前人研究成果，川东南-湘西地区志留系小河坝组砂岩的物源来自雪峰山隆起南西段的古丈、芷江、沅陵、怀化及通道一带的新元古界板板溪群及其侵入板溪群中的基性-超基性岩体及中-基性喷出岩。小河坝组砂岩重砂矿物研究结果也证明了这一结论。Bhatia et al.(1983，1986)在对澳大利亚东部不同大地构造背景的沉积盆地中砂岩和泥岩的稀土元素特征总结如表3.8。该表系统地揭示了稀土元素分布特征所反映的沉积盆地的大地构造背景和物源区类型。本书数据与表中数据对比显示，本区小河坝组砂岩的物源区与活动大陆边缘抬升基地类型相近。表3.8 不同大地构造背景沉积盆地杂砂岩的稀土元素特征川东南-湘西地区志留系小河坝组砂岩多表现明显负异常，应用上述稀土元素的特征进一步判断物源区的性质:根据轻重稀土比值与稀土总量图解(La/Yb-∑REE图解，底图据Alleyre，1978)。其投点主要分布在沉积岩和碱性玄武岩的交汇区，仅少数几个样品落在了沉积岩区(图3.10)。说明研究区志留系小河坝组砂岩的源区主要为沉积岩和碱性玄武岩混合区。C. GdN/YbN比值与源区特征在地球演化初期，Gd含量较高，随着元素分馏作用，Gd含量越来越小。Gd/Yb的比值也就随着地层时代的变新而逐渐变小(Taylor，1985;Mclennan，1993)。以Gd/Yb等于2.0为界，太古宇的Gd/Yb比值常大于2.0;而后太古宙的年轻地层则小于2.0。由于Gd和Yb在沉积过程中受地质作用的干扰较小，一旦封闭到沉积地层中，它们的含量就很难改变，因而可用它们判别母岩的特性。同样Gd/Yb的比值也是一个常用的判断沉积地层相对时间的方法，它具有随着地层时代的变新而逐渐变小的特点(邵磊等，2001)。图3.10 川东南-湘西志留系小河坝砂岩La/Yb-∑REE图解(底图据Alleyre，1978)川东南-湘西地区小河坝组砂岩37件Gd/Yb比值分析表明(图3.11)，总体以2.0为界，样品数值全部在1.5～2.86，比较集中。可能反映其源岩类型比较单一。约76%的样品小于2.0。表明研究区志留系小河坝组砂岩的源岩地层时代主要以后太古宙地层为主;同时含有少量的太古宙地层的源岩。图3.11 川东南-湘西地区小河坝组GdN-GdN/YbN关系图

61.2.1.1 沉淀分离法稀土元素的沉淀分离法一般采用草酸盐、氢氧化物和氟化物法。有时为了提高分离效果，可将这些方法结合使用。草酸盐沉淀法几乎是分离稀土的特效方法，可有效地分离除钍和碱土金属以外的所有元素。氢氧化物主要用于分离碱金属和碱土金属，但选择性较差。氟化物沉淀法主要用于分离铌、钽和大量磷酸根。由于稀土氟化物溶解度小于草酸盐，特别适用于分离和富集痕量稀土元素。(1)草酸盐沉淀法草酸是最常用的沉淀稀土的组试剂，可使稀土元素与大量共生元素如铁，铝、铬，锰，镍、锆、铪和铀等分离。稀土与草酸形成溶解度很小的晶形草酸盐沉淀RE(C2O4)2·nH2O，易于过滤和洗涤，灼烧后即得稀土氧化物。在中性溶液中某些金属离子形成溶解度较小的草酸盐(如锶、钡、钻，镍、铜、锌，银、镉、铅、锡，铋等)会沾污稀土草酸盐沉淀;因此，沉淀分离应在酸性溶液(pH1.5～2.5)中进行。重稀土易与草酸铵形成碱式草酸盐配合物(NH4)3［RE(C2O4)3］而部分溶解，因此沉淀剂最好是草酸而不使用草酸铵。若有钛存在，可加入过氧化氢掩蔽，钛量过大时则应先将稀土以氟化物状态沉淀分离除去钛。近年来，常用草酸甲酯或草酸丙酯代替草酸，使发生均相沉淀改进沉淀晶形以减少草酸稀土沉淀的沾污。杂质含量高时，应采用二次沉淀分离。稀土含量低时可用钙作载体。草酸盐沉淀分离法不能分离钍和钙，故在测定稀土总量时，须与其他分离方法结合使用;例如用碘酸盐法、苯甲酸法或六次甲基四胺法分离钍，用氢氧化铵沉淀法分离钙等。(2)氢氧化铵沉淀法此法主要用于稀土与钙和镁的分离，但不能分离钍。用NaOH沉淀稀土可与铝、铍、锌、钒、钨、钼和砷等分离。稀土氢氧化物是比铁和铝的氢氧化物更强的碱，在中性溶液中溶解度明显，且其碱性和溶解度随稀土元素原子序数的增加而减小。因此，应加过量的氢氧化物进行分离，一般氢氧化铵过量10%，稀土的沉淀分离结果较满意。稀土氢氧化物沉淀呈黏液状，不易过滤。通常应在热溶液中沉淀，并在沸水浴中保温，必要时可加入少许纸浆过滤。在碱性溶液中，三乙醇胺能同铁、锰、铝和铜等元素形成稳定的配合物，适当量的三乙醇胺并不影响稀土氢氧化物沉淀。EDTA和EGTA与稀土元素有较强的配位作用，但用量适当，可在稀土氢氧化物定量沉淀的情况下，掩蔽一些共存元素，提高分离效果。有时EGTA和三乙醇胺联合使用，效果更好。镁的氢氧化物是痕量稀土元素有效的共沉淀剂。(3)氟化物沉淀法稀土元素的氟化物溶解度很小，当以氟化物沉淀稀土时，此时铌、钽，钛、锆和铁保留于溶液中而与稀土定量分离。一般是在!(HCl)=3%和!(HF)=10%介质中进行沉淀。氟离子浓度过大，则稀土氟化物有形成可溶性氟配离子的趋势。由于生成的沉淀呈难过滤的胶体状态，且需在塑料器皿或铂皿中进行，因而限制了此法的应用。沉淀分离法一次均不能得到满意的结果，必须将上述方法结合使用或用二次沉淀法。61.2.1.2 溶剂萃取分离法能与稀土形成配合物并为有机溶剂萃取的有机试剂很多，效果较好的有PMBP(1-苯基-3-甲基-4-苯酰基吡唑酮)、BPHA(苯甲酰苯胲)、TTA(2-噻吩甲酰三氟丙酮)、PAN［1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚］等。其中PMBP为目前分离稀土最好的试剂之一。PMBP与稀土和钍在pH5～5.6时生成的配合物，可为苯所萃取。与钍形成的配合物更稳定，可利用此差异在一定条件下将稀土反萃取进入水相以达到与钍分离的目的。61.2.1.3 离子交换色谱分离法离子交换色谱分离法是近年来用以分离稀土元素最快和效果最好的方法之一。它利用稀土元素与其他元素在树脂柱上分配系数的差异，用不同成分的淋洗液分离出稀土元素，即使最难分离的钍也可定量分离。本法的优点是分离效果好、劳动强度低以及引进的杂质少，特别适用于稀土矿物的系统分析，也适用于分离富集岩石和矿物中痕量稀土元素。几种常用的离子交换树脂及分离稀土元素的条件列于表61.5。表61.5 几种常用的离子交换树脂及分离稀土的条件61.2.1.4 反相萃取色谱分离法反相萃取色谱分离具有溶剂萃取的选择性和离子交换色谱的高效性，负载于担体上的P507或者PMBP及P507萃淋树脂用作固定相，能有效地分离稀土元素与其他元素。

大多数稀土元素呈现顺磁性。钆在0℃时比铁具更强的铁磁性。铽、镝、钬、铒等在低温下也呈现铁磁性，镧、铈的低熔点和钐、铕、镱的高蒸气压表现出稀土金属的物理性质有极大差异。钐、铕、钇的热中子吸收截面比广泛用于核反应堆控制材料的镉、硼还大。稀土金属具有可塑性，以钐和镱为最好。除镱外，钇组稀土较铈组稀土具有更高的硬度。　　稀土元素已广泛应用于电子、石油化工、冶金、机械、能源、轻工、环境保护、农业等领域。应用稀土可生产荧光材料、稀土金属氢化物电池材料、电光源材料、永磁材料、储氢材料、催化材料、精密陶瓷材料、激光材料、超导材料、磁致伸缩材料、磁致冷材料、磁光存储材料、光导纤维材料等。　　常用的氯化物体系为KCl-RECl3他们在工农业生产和科研中有广泛的用途，在钢铁、铸铁和合金中加入少量稀土能大大改善性能。用稀土制得的磁性材料其磁性极强，用途广泛。在化学工业中广泛用作催化剂。稀土氧化物是重要的发光材料、激光材料。

稀土元素是17种特殊的元素的统称，它的得名是因为瑞典科学家在提取稀土元素时应用了稀土化合物，所以得名稀土元素。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个元素密切相关的元素—钇(Y)和钪(Sc)共17种元素，称为稀土元素。

稀土元素包括元素周期表中原子序数为57到71的镧系15个元素，它们属第六周期第三副族。由于同族第五周期的钇（Y）的晶体化学性质及地球化学性质与镧系元素相似且密切伴生，因此把钇也归入此类而通称为稀土元素（REE或TR）。其中原子序数为61的钷（Pm）在自然界尚未检测出来。由于镧系元素特殊的电子层结构，导致从La到Lu的离子半径随原子序数增加而递减，这种反常的现象就是所谓的镧系收缩。镧系收缩使各稀土元素之间的晶体化学性质非常相似，这是它们在自然界共存的主要原因。通常情况下，除铈和铕外，其他稀土元素的离子呈+3价，Eu离子可呈+2和+3价，Ce离子可呈+4和+3价。稀土元素在自然界发生变价的情况是有限的，一旦发生，其分馏效应便具有重要的地球化学意义。由于Ce4+离子半径小、电位高，因此碱性最弱。而由于Eu2+离子半径在稀土元素中最大，离子电位低，具有强碱性，因此，在自然界演化过程中（如岩浆作用和表生作用）将会与其他稀土元素发生分离。稀土元素在自然界分布表现出最明显的奇偶效应，即原子序数为偶数的元素丰度远高于相邻的原子序数为奇数的元素丰度。通常情况下，不同地质体中稀土元素丰度和分布模式是不同的。在岩石中，稀土元素丰度以基性、超基性岩最低（碱性系列岩石除外），酸性岩和碱性岩（如花岗岩、霞石正长岩）最高，一般按超基性→基性→中性→中酸性→碱性岩，稀土元素丰度逐渐增加。岩石中稀土元素的丰度和分布模式受多种因素的影响，包括源岩的稀土元素丰度和分布模式、副矿物的种类和含量、岩浆形成与演化机理等。一般将REE划分为两个亚族：①轻稀土元素（LREE）或铈族稀土元素，包括由La到Eu，它们具有较低的原子序数和较小的质量；②重稀土元素（HREE），包括Gd到Lu，它们具有较高的原子序数和较大的质量。有人把钇（Y）也列入重稀土元素亚族，所以有时也把Gd到Lu加上Y称为钇族稀土元素。为了更细致地反映地质体中REE的组成特征，有时还采用三分的方案：轻稀土元素（La-Nd），中稀土元素（Sm-Ho）和重稀土元素（Er-Lu）。

周期表中 21号元素钪 39号元素钇 52-71号的镧系元素 总共17个元素统称稀土元素 早期的土指的是不溶于水的氧化物除钪之外划分成三组轻稀土组为镧、铈、镨、钕、钷；中稀土组为钐、铕、钆、铽、镝；重稀土组为钬、铒、铥、镱、镥、钇。

以往，各矿床(区)有关稀土元素地球化学的研究工作很少。本书除利用陈德潜提供的430矿床(区)稀土元素资料和李双保对松树岗矿床(区)稀土元素地球化学的研究成果之外，补做了栗木、521、邓阜仙、东宫下等矿床(区)稀土元素的研究工作，样品由广东地矿局中心实验室分析。现仅据上述资料，初步总结全分异自交代型花岗岩的稀土元素地球化学特征。一、稀土元素含量就全分异自交代型花岗岩总体而言，稀土元素总含量的变化范围为(3.70～984.20)×10－6。其中母体相为(133.63～984.20)×10－6，平均为463.06×10－6;似斑状相为(26.33～307.63)×10－6，平均为155.51×10－6;自交代相为(3.70～361.59)×10－6，平均为84.63×10－6;似伟晶相为(8.02～164.11)×10－6，平均为52.84×10－6。显示出母体相相对最富稀土元素，从母体相→似斑状相→自交代相→似伟晶相稀土元素总量依次降低(表2-30)。在此需要指出，个别矿床(仑山、白石坑)的似伟晶相中稀土元素出现相反的富集现象。表2-30 各矿床(区)各相稀土元素含量(w(REE)/10－6)自交代相贫稀土元素，这是很特征的。自交代相各带的稀土元素含量，显示有从C-1带到C-5带降低的趋势，如430、栗木矿床(区);但也出现了相反情况和变化不明显的情况，前者如松树岗，后者如邓阜仙。各个矿床(区)自交代带的稀土元素含量如表2-31所示。表2-31 各个矿床(区)自交代带的稀土元素含量(w(REE)×10－6)二、稀土元素配分按轻稀土元素和重稀土元素关系衡量，全分异自交代型花岗岩属于相对富含轻稀土元素(铈族)的花岗岩，这也是很特征的。∑Ce/∑Y值范围为0.81～7.05，并多大于1.00(表2-32)。在相分离中，从母体相到似伟晶相，轻、重稀土元素的分离不甚明显，即∑Ce/∑Y值变化不够规律。自交代相各带中，从C-1带到C-5带，轻、重稀土元素分异比较有规律，即∑Ce/∑Y值显著递增(表2-33)。表2-32 各个矿床(区)各相的∑Ce/∑Y值表2-33 各矿床(区)自交代相各带的∑Ce/∑Y值La/Yb值的变化与∑Ce/∑Y值相似。全分异自交代型花岗岩的La/Yb值变化范围为0.55～36.32，绝大部分大于1.00，显示La大于Yb，且明显较一般花岗岩大。相分离过程中，La/Yb值变化比∑Ce/∑Y值更无规律性(表2-34)。自交代相各带中，La/Yb值变化与∑Ce/∑Y值一样，显示从C-1带到C-5带递增(表2-35)。这与通常认为的“晚期La/Yb和∑Ce/∑Y值减小”的规律有出入，应引起重视。表2-34 各矿床(区)各相的La/Yb值表2-35 各矿床(区)自交代相各带的La/Yb值按∑La-Nd组、∑Sm-Ho组、∑Er-Lu组的相互关系衡量(不包括钇)，全分异自交代型花岗岩的3组稀土元素配分范围是:∑La-Nd组52%～91%，∑Sm-Ho组7%～28%，∑Er-Lu组2%～32%，显示以相对富集∑La-Nd组为特征。与世界花岗岩及华南花岗岩相比，∑La-Nd组含量偏高是明显的，同时∑Sm-Ho组含量偏低也是明显的，而∑Er-Lu组含量却比较接近(图2-19)。这更清楚地表明，全分异自交代型花岗岩以相对富集∑La-Nd组稀土元素而贫∑Sm-Ho组稀土元素为显著特征。图2-19 3组稀土元素配分图解(以ΣLa—Lu为100%计算)图2-20 以ΣLa—Y为100%计算的3组稀土元素配分图解图2-21 各矿床(区)勒土元素科稀尔曲线模型图2-21 各矿床(区)勒土元素科稀尔曲线模型(续)此外，如在3组稀土元素中加入钇，即分为∑La-Nd组、∑Sm-Ho组及∑Er-Y组，则三角图上的投影点集中在左下部比较狭窄的范围内(图2-20)，显示∑Sm-Ho组所占比例更低而∑Er-Y组所占比例有所增长。三、稀土元素配分曲线模型全分异自交代型花岗岩的科勒尔曲线模型(即球粒陨石标准化曲线模型)基本为负铕异常明显的V型(图2-21)。与世界花岗岩类平均值的曲线模型(图2-22)相似。详细对比尚可看出，本区各个矿床(区)的稀土配分曲线在同为V型的基础上，多数矿床(区)为两侧对称的V型，个别为左高右低的V型，如邓阜仙矿床(区)。图2-22 世界花岗岩类稀土元素球粒陨石标准化曲线模型(据贵阳地球化学研究所)在相分离过程中，母体相与似斑状相的曲线模型相似，仅因似斑状相稀土元素含量较低而曲线在Y轴上相对向下;到自交代相各带，V型曲线谷底变得宽展而成U型，因稀土元素含量更低而曲线在Y轴上更靠下;到似伟晶相，上述变化更趋明显(图2-23)。曲线模型的上述变化，对全分异自交代型花岗岩总体而言如此，对具体各矿床(区)也是基本如此。曲线模型和稀土元素配分所展现的规律是一致的，即相带分离分异过程中稀土元素总量减少且∑Sm-Ho组稀土元素贫化显著。全分异自交代型花岗岩的δEu值变化较大，从0.00至1.92均有出现，但绝大部分小于1.00，即出现明显负铕异常。母体相的δEu值最低，即负铕异常最明显，其值一般为0.00～0.15，平均0.05;似斑状相次之，δEu值为0.00～0.22，平均0.13;自交代相相对较大，δEu值为0.04～0.75，平均0.26;似伟晶相为岩体中的最大值，δEu值为0.54～1.92，平均0.93。图2-23 各相带岩石稀土元素科勒尔曲线模型比较图自交代相各带，从C-1带到C-5带，δEu值有同相分离中相似的逐渐增大的趋势。全分异自交代型花岗岩各相各带的δEu值统计结果如表2-36和表2-37所示。总之，全分异自交代型花岗岩的曲线模型中负铕异常明显，其明显程度随相带分离分异的发展而减弱。表2-36 各矿床(区)各相的δEu值表2-37 各矿床(区)自交代相各带δEu值一般认为(R.埃默曼等)，稀土元素曲线模型的变化与岩性、成矿方式、年龄等有关。本书研究结果表明，南岭及邻区的全分异自交代型花岗岩，其年龄值较小(第四章)，配分曲线模型的变化与岩浆及相带分离分异演化有关。

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。

钪[kàng] 钇[yǐ] 镧[lán] 铈[shì]镨[pǔ] 钕[nǚ] 钷[pǒ] 钐[shān] 铕[yǒu] 钆[gá] 铽[tè] 镝[dī]钬[huǒ] 铒[ěr] 铥[diū] 镱[yì]镥[lǔ]稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的总称，包含钪Sc、钇Y及镧系中的镧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，共17个元素。 “稀土”一词是十八世纪沿用下来的名称，因为当时用于提取这类元素的矿物比较稀少，而且获得的氧化物难以熔化，也难以溶于水，也很难分离，其外观酷似“土壤”，而称之为稀土。稀土元素分为“轻稀土元素”和“重稀土元素”： “轻稀土元素”指原子序数较小的钪Sc、钇Y和镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu。 “重稀土元素”原子序数比较大的钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu。

镧(La）lan、铈(Ce）shi、镨(Pr）pu、钕(Nd）lv、钷(Pm）po、钐(Sm）shan、铕(Eu）you、钆(Gd）zha、铽(Tb）te、镝(Dy）di、钬(Ho）huo、铒(Er）er、铥(Tm）diu、镱(Yb）yi、镥(Lu）lu、钇(Y)kang、钪(Sc)yi共17种元素。括号内为元素符号，括号后为汉语拼音

稀土元素的用途：大多数稀土元素呈现顺磁性。钆在0℃时比铁具更强的 铁磁性。铽、镝、钬、铒等在低温下也呈现铁磁性，镧、铈的低熔点和钐、铕、镱的高蒸气压表现出 稀土金属的物理性质有极大差异。钐、铕、钇的热 中子吸收截面比广泛用于 核反应堆控制材料的镉、硼还大。稀土金属具有可塑性，以钐和镱为最好。除镱外， 钇组稀土较铈组稀土具有更高的硬度。稀土元素已广泛应用于电子、石油化工、冶金、机械、能源、轻工、环境保护、农业等领域。应用稀土可生产荧光材料、稀土金属氢化物电池材料、电光源材料、永磁材料、储氢材料、催化材料、精密陶瓷材料、激光材料、超导材料、 磁致伸缩材料、磁致冷材料、磁光存储材料、光导纤维材料等。 常用的氯化物体系为KCl-RECl3他们在工农业生产和科研中有广泛的用途，在钢铁、 铸铁和合金中加入少量稀土能大大改善性能。用稀土制得的 磁性材料其磁性极强，用途广泛。在化学工业中广泛用作催化剂。 稀土氧化物是重要的 发光材料、 激光材料。简介：稀土元素是17种特殊的元素的统称，它的得名是因为瑞典科学家在提取稀土元素时应用了稀土化合物，所以得名稀土元素。稀土元素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个元素密切相关的元素—钇(Y)和钪(Sc)共17种元素，称为稀土元素。共性：1、它们的原子结构相似；2、离子半径相近（RE 3+离子半径1.06×10 -10m~0.84×10 -10m，Y 3+为0.89×10 -10m）；3、它们在自然界密切共生。特性：稀土元素是周期表中IIIB族钇和镧系元素之总称。其中钷是人造放射性元素。他们都是很活泼的金属，性质极为相似，常见化合价+3，其 水合离子大多有颜色，易形成稳定的配化合物。 稀土金属，由于熔点较低，在电解过程可呈 熔融状态在阴极上析出，故一般均采用电解法制取。可用 氯化物和 氟化物两种盐系，前者以稀土氯化物为原料加入电解槽，后者则以氧化物的形式加入。

稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的总称，包含钪Sc、钇Y及镧系中的镧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，共17个元素。 “稀土”一词是十八世纪沿用下来的名称，因为当时用于提取这类元素的矿物比较稀少，而且获得的氧化物难以熔化，也难以溶于水，也很难分离，其外观酷似“土壤”，而称之为稀土。稀土元素分为“轻稀土元素”和“重稀土元素”： “轻稀土元素”指原子序数较小的钪Sc、钇Y和镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu。 “重稀土元素”原子序数比较大的钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu。 二、稀土资源及储备状况 由于稀土元素性质活跃，使它成为亲石元素，地壳中还没有发现它的天然金属无水或硫化物，最常见的是以复杂氧化物、含水或无水硅酸盐、含水或无水磷酸盐、磷硅酸盐、氟碳酸盐以及氟化物等形式存在。由于稀土元素的离子半径、氧化态和所有其它元素都近似，因 此在矿物中它们常与其它元素一起共生。 我国稀土资源占世界稀土资源的80%，以氧化物(REO)计达3 600万吨，远景储量实际是1亿吨。 我国稀土资源分南北两大块。 ——北方：轻稀土资源，集中在包头白云鄂博特等地，以后在四川冕宁又有发现。主要含镧、铈、镨、钕和少量钐、铕、钆等元素； ——南方：中重稀土资源，分布在江西、广东、广西、福建、湖南等省，以罕见的离子态赋存与花岗岩风化壳层中，主要含钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇和镧、钕等元素。 我国的稀土工业也分为南北两大生产体系。 ——北方以包钢稀土高科公司和甘肃稀土公司为轴心，构成了以包头稀土资源为主，四川资源为辅的轻稀土产品生产体系。骨干企业有核工业202厂、包头鹿西罗纳稀土有限公司、包头市和发稀土厂、包头市稀土冶炼厂、哈尔滨稀土材料厂、四川稀土材料厂、四川什邡吉大化工厂、安宁河稀土冶炼厂等。主要产品有稀土精矿、稀土硅铁合金、混合稀土化合物、富集物、混合金属等。稀土精矿的生产能力和处理、加工能力达50 000吨(REO—氧化物计算)。 ——南方以上海跃龙有色金属有限公司为龙头，构成了以江西、广东两省离子型稀土资源为主的中重稀土生产体系。骨干企业有广州珠江冶炼厂、广东阳江稀土厂、江苏新威集团、江苏溧阳方正稀土总厂、江阴加华稀土冶炼厂、江苏江飞稀土冶炼厂、江西龙南稀土公司、江西寻乌稀土公司、江西省稀土公司、江西核工业713矿等。主要产品为各种高纯单一稀土化合物和金属、富集物、混合金属和合金。分离总规模已超过10 000吨，并开始大规模加工分离北方轻稀土原料。 四、稀土元素的应用范围 目前稀土元素的应用蓬勃发展，已扩展到科学技术的各个方面，尤其现代一些新型功能性材料的研制和应用，稀土元素已成为不可缺少的原料。 1、稀土元素在传统产业领域中应用 ——农业领域：目前发展有稀土农学、稀土土壤学、稀土植物生理学、稀土卫生毒理学和稀土微量分析学等学科。稀土作为植物的生长、生理调节剂，对农作物具有增产、改善品质和抗逆性三大特征；同时稀土属低毒物质，对人畜无害，对环境无污染；合理使用稀土，可使农作物增强抗旱、抗涝和抗倒伏能力。当前我国农田施用稀土面积达5 000—7 000万亩/年，为国家增产粮、棉、豆、油、糖等6—8亿公斤，直接经济效益为10—15亿元，年消费稀土1 100—1 200吨。 ——冶金工业领域：稀土在冶金工业中应用量很大，约占稀土总用量的1/3。稀土元素容易与氧和硫生成高熔点且在高温下塑性很小的氧化物、硫化物以及硫氧化合物等，钢水中加入稀土，可起脱硫脱氧改变夹杂物形态作用，改善钢的常、低温韧性、断裂性、减少某些钢的热脆性并能改善加热工性和焊接件的牢固性。 稀土在铸铁中作为石墨球化剂、形核剂核对有害元素的控制剂，提高铸件质量，对铸件的机械性能有很大改善，主要用于钢锭模、轧锟、铸管和异型件四个方面。 在有色合金方面应用，对以有色金属为基的各种合金都有良好的作用，改善合金的物理和机械性能。应用最多的使铝、镁、铜三个系列。 ——石油化工领域：稀土用于石油裂化工业中的稀土分子筛裂化催化剂，特点是活性高、选择性好、汽油的生产率高。稀土在这方面的用量很大。 ——玻璃工业领域：稀土在玻璃工业中有三个应用：玻璃着色、玻璃脱色和制备特种性能的玻璃。用于玻璃着色的稀土氧化物有钕(粉红色并带有紫色光泽)、镨玻璃为绿色(制造滤光片)等；二氧化铈可将玻璃中呈黄绿色的二价铁氧化为三价而脱色，避免了过去使用砷氧化物的毒性，还可以加入氧化钕进行物理脱色；稀土特种玻璃如铈玻璃(防辐射玻璃)、镧玻璃(光学玻璃)。 ——陶瓷工业领域：稀土可以加入陶瓷和瓷釉之中，减少釉和破裂并使其具有光泽。稀土更主要用做陶瓷的颜料，由于稀土元素有未充满的4f电子，可以吸收或发射从紫外、可见到红外光区不同波长的光，发射每种光区的范围小，导致陶瓷的颜色更柔和、纯正，色调新颖，光洁度好。如黄色、紫罗兰色、绿色、桃红色、橙色、棕色、黑色等。稀土氧化物可以制造耐高温透明陶瓷(应用于激光等领域)、耐高温坩埚(冶金)。 ——电光源工业领域：稀土作为荧光灯的发光材料，是节能性的光源，特点是光效好、光色好、寿命长。比白炽灯可节电75—80%。 2、稀土元素在高新技术产业中应用 ——显示器的发光材料：稀土元素中钇、铕是红色荧光粉的主要原料，广泛应用于彩色电视机、计算机及各种显示器。目前，我国年产彩电红粉300—400吨，计算机显示器红粉50—100吨，以满足国产3 500万支彩显管和近百万支显示器的需求。 ——磁性材料：钕、钐、镨、镝等是制造现代超级永磁材料的主要原料，其磁性高出普通永磁材料4—10倍，广泛应用于电视机、电声、医疗设备、磁悬浮列车及军事工业等高新技术领域。据专家预测，本世纪末此类材料产值将达到35亿美元。我市南开大学研究开发出拥有自主知识产权的钕铁硼永磁材料就属此类，现正与肯达集团合作进行产业化。 ——储氢材料：稀土与过渡元素的金属间化合物MMNi5(MM为混合稀土金属)和LaNi5是优良的吸氢材料，被称为氢海绵。其最为成功的应用是制造二次电池——金属氢化物电池，即镍氢电池。其等体积充电容量是目前广泛使用的镍镉电池的2倍，充放电循环寿命和输出电压与镍镉电池一样，但没有了镉污染。我市南开大学在储氢材料研究开发上有很大优势，通过863项目，和平海湾公司已开始了镍氢电池产业化工作。 ——激光材料：稀土离子是固体激光材料和无机液体激光材料的最主要的激活剂，其中以掺Nd3+的激光材料研究得最多，除钇铝石榴石(YAG)、铝酸钇(YAP)玻璃等基质外，高稀土浓度激光材料可能称为特殊应用的材料。 ——精密陶瓷：氧化钇部分稳定的氧化镐是性能十分优异的结构陶瓷，可制作各种特殊用途的刀剪；可以制作汽车发动机，因其具有高导热、低膨胀系数、热稳定性能好、在1 650℃下工作强度不降低，导致发动机马力大、省燃料等优点。 ——催化剂：稀土除用于制造石油裂化催化剂外，广泛应用于很多化学反应，如稀土氧化物LaO3、Nd2O3和Sm2O3用于环己烷脱氢制苯，用LnCoO3代替铂催化氧化氨制硝酸。并在合成异戊橡胶、顺丁橡胶的生产中作为催化剂。 汽车尾气需要将CH、CO氧化，对NOX进行还原处理，以解决目前城市空气污染问题。稀土元素是汽车尾气净化催化剂的主要原料。我市化工研究院在这方面有很强的优势，可推动形成一个汽车尾气净化器产品。 ——高温超导材料：近几年研究表明，许多单一稀土氧化物及其某些混合稀土氧化物是高温超导材料的重要原料。一旦高温超导材料进入实用，整个世界将起翻天覆地的变化。目前，我国在稀土超导材料的成材研究方面取得了有意义的突破。

商业

一、稀土元素稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的总称，包含钪sc、钇y及镧系中的镧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，共17个元素。“稀土”一词是十八世纪沿用下来的名称，因为当时用于提取这类元素的矿物比较稀少，而且获得的氧化物难以熔化，也难以溶于水，也很难分离，其外观酷似“土壤”，而称之为稀土。稀土元素分为“轻稀土元素”和“重稀土元素”：“轻稀土元素”指原子序数较小的钪sc、钇y和镧la、铈ce、镨pr、钕nd、钷pm、钐sm、铕eu。“重稀土元素”原子序数比较大的钆gd、铽tb、镝dy、钬ho、铒er、铥tm、镱yb、镥lu。

稀土元素是17种特殊的元素的统称，它的得名是因为瑞典科学家在提取稀土元素时应用了稀土化合物，所以得名稀土元素。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个元素密切相关的元素—钇(Y)和钪(Sc)共17种元素，称为稀土元素。

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个元素密切相关的元素—钇(Y)和钪(Sc)共17种元素，称为稀土元素。也叫稀土金属。元素周期表中第IIIB族钪、钇和镧系元素的镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥等17种元素的总称。因当时认为这些元素比较稀有，化学性质相似，往往共存于矿物中，故名。应用在冶炼合金钢、电子技术、石油化工、原子能工程以及农业、医疗等方面。中国有丰富的稀土元素资源，储量居世界第一。

钪[kàng] 钇[yǐ] 镧[lán] 铈[shì]镨[pǔ] 钕[nǚ] 钷[pǒ] 钐[shān] 铕[yǒu] 钆[gá] 铽[tè] 镝[dī]钬[huǒ] 铒[ěr] 铥[diū] 镱[yì]镥[lǔ]稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的总称，包含钪Sc、钇Y及镧系中的镧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，共17个元素。 “稀土”一词是十八世纪沿用下来的名称，因为当时用于提取这类元素的矿物比较稀少，而且获得的氧化物难以熔化，也难以溶于水，也很难分离，其外观酷似“土壤”，而称之为稀土。稀土元素分为“轻稀土元素”和“重稀土元素”： “轻稀土元素”指原子序数较小的钪Sc、钇Y和镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu。 “重稀土元素”原子序数比较大的钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu。

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。通常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕称为轻稀土元素（铈组稀土），钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇称为重稀土元素（钇组稀土）。也有的根据稀土元素物理化学性质的相似性和差异性，除钪之外(有的将钪划归稀散元素)，划分成三组，即轻稀土组为镧、铈、镨、钕、钷；中稀土组为钐、铕、钆、铽、镝；重稀土组为钬、铒、铥、镱、镥、钇。周期系ⅢB族中原子序数为21、39和57～71的17种化学元素的统称。其中原子序数为57～71的15种化学元素又统称为镧系元素。

分类: 教育/科学 >> 科学技术 解析: 稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的总称，包含钪Sc、钇Y及镧系中的镧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，共17个元素。 “稀土”一词是十八世纪沿用下来的名称，因为当时用于提取这类元素的矿物比较稀少，而且获得的氧化物难以熔化，也难以溶于水，也很难分离，其外观酷似“土壤”，而称之为稀土。稀土元素分为“轻稀土元素”和“重稀土元素”： “轻稀土元素”指原子序数较小的钪Sc、钇Y和镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu。 “重稀土元素”原子序数比较大的钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu。 二、稀土资源及储备状况 由于稀土元素性质活跃，使它成为亲石元素，地壳中还没有发现它的天然金属无水或硫化物，最常见的是以复杂氧化物、含水或无水硅酸盐、含水或无水磷酸盐、磷硅酸盐、氟碳酸盐以及氟化物等形式存在。由于稀土元素的离子半径、氧化态和所有其它元素都近似，因 此在矿物中它们常与其它元素一起共生。 我国稀土资源占世界稀土资源的80%，以氧化物(REO)计达3 600万吨，远景储量实际是1亿吨。 我国稀土资源分南北两大块。 ——北方：轻稀土资源，集中在包头白云鄂博特等地，以后在四川冕宁又有发现。主要含镧、铈、镨、钕和少量钐、铕、钆等元素； ——南方：中重稀土资源，分布在江西、广东、广西、福建、湖南等省，以罕见的离子态赋存与花岗岩风化壳层中，主要含钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇和镧、钕等元素。 我国的稀土工业也分为南北两大生产体系。 ——北方以包钢稀土高科公司和甘肃稀土公司为轴心，构成了以包头稀土资源为主，四川资源为辅的轻稀土产品生产体系。骨干企业有核工业202厂、包头鹿西罗纳稀土有限公司、包头市和发稀土厂、包头市稀土冶炼厂、哈尔滨稀土材料厂、四川稀土材料厂、四川什邡吉大化工厂、安宁河稀土冶炼厂等。主要产品有稀土精矿、稀土硅铁合金、混合稀土化合物、富集物、混合金属等。稀土精矿的生产能力和处理、加工能力达50 000吨(REO—氧化物计算)。 ——南方以上海跃龙有色金属有限公司为龙头，构成了以江西、广东两省离子型稀土资源为主的中重稀土生产体系。骨干企业有广州珠江冶炼厂、广东阳江稀土厂、江苏新威集团、江苏溧阳方正稀土总厂、江阴加华稀土冶炼厂、江苏江飞稀土冶炼厂、江西龙南稀土公司、江西寻乌稀土公司、江西省稀土公司、江西核工业713矿等。主要产品为各种高纯单一稀土化合物和金属、富集物、混合金属和合金。分离总规模已超过10 000吨，并开始大规模加工分离北方轻稀土原料。 四、稀土元素的应用范围 目前稀土元素的应用蓬勃发展，已扩展到科学技术的各个方面，尤其现代一些新型功能性材料的研制和应用，稀土元素已成为不可缺少的原料。 1、稀土元素在传统产业领域中应用 ——农业领域：目前发展有稀土农学、稀土土壤学、稀土植物生理学、稀土卫生毒理学和稀土微量分析学等学科。稀土作为植物的生长、生理调节剂，对农作物具有增产、改善品质和抗逆性三大特征；同时稀土属低毒物质，对人畜无害，对环境无污染；合理使用稀土，可使农作物增强抗旱、抗涝和抗倒伏能力。当前我国农田施用稀土面积达5 000—7 000万亩/年，为国家增产粮、棉、豆、油、糖等6—8亿公斤，直接经济效益为10—15亿元，年消费稀土1 100—1 200吨。 ——冶金工业领域：稀土在冶金工业中应用量很大，约占稀土总用量的1/3。稀土元素容易与氧和硫生成高熔点且在高温下塑性很小的氧化物、硫化物以及硫氧化合物等，钢水中加入稀土，可起脱硫脱氧改变夹杂物形态作用，改善钢的常、低温韧性、断裂性、减少某些钢的热脆性并能改善加热工性和焊接件的牢固性。 稀土在铸铁中作为石墨球化剂、形核剂核对有害元素的控制剂，提高铸件质量，对铸件的机械性能有很大改善，主要用于钢锭模、轧锟、铸管和异型件四个方面。 在有色合金方面应用，对以有色金属为基的各种合金都有良好的作用，改善合金的物理和机械性能。应用最多的使铝、镁、铜三个系列。 ——石油化工领域：稀土用于石油裂化工业中的稀土分子筛裂化催化剂，特点是活性高、选择性好、汽油的生产率高。稀土在这方面的用量很大。 ——玻璃工业领域：稀土在玻璃工业中有三个应用：玻璃着色、玻璃脱色和制备特种性能的玻璃。用于玻璃着色的稀土氧化物有钕(粉红色并带有紫色光泽)、镨玻璃为绿色(制造滤光片)等；二氧化铈可将玻璃中呈黄绿色的二价铁氧化为三价而脱色，避免了过去使用砷氧化物的毒性，还可以加入氧化钕进行物理脱色；稀土特种玻璃如铈玻璃(防辐射玻璃)、镧玻璃(光学玻璃)。 ——陶瓷工业领域：稀土可以加入陶瓷和瓷釉之中，减少釉和破裂并使其具有光泽。稀土更主要用做陶瓷的颜料，由于稀土元素有未充满的4f电子，可以吸收或发射从紫外、可见到红外光区不同波长的光，发射每种光区的范围小，导致陶瓷的颜色更柔和、纯正，色调新颖，光洁度好。如黄色、紫罗兰色、绿色、桃红色、橙色、棕色、黑色等。稀土氧化物可以制造耐高温透明陶瓷(应用于激光等领域)、耐高温坩埚(冶金)。 ——电光源工业领域：稀土作为荧光灯的发光材料，是节能性的光源，特点是光效好、光色好、寿命长。比白炽灯可节电75—80%。 2、稀土元素在高新技术产业中应用 ——显示器的发光材料：稀土元素中钇、铕是红色荧光粉的主要原料，广泛应用于彩色电视机、计算机及各种显示器。目前，我国年产彩电红粉300—400吨，计算机显示器红粉50—100吨，以满足国产3 500万支彩显管和近百万支显示器的需求。 ——磁性材料：钕、钐、镨、镝等是制造现代超级永磁材料的主要原料，其磁性高出普通永磁材料4—10倍，广泛应用于电视机、电声、医疗设备、磁悬浮列车及军事工业等高新技术领域。据专家预测，本世纪末此类材料产值将达到35亿美元。我市南开大学研究开发出拥有自主知识产权的钕铁硼永磁材料就属此类，现正与肯达集团合作进行产业化。 ——储氢材料：稀土与过渡元素的金属间化合物MMNi5(MM为混合稀土金属)和LaNi5是优良的吸氢材料，被称为氢海绵。其最为成功的应用是制造二次电池——金属氢化物电池，即镍氢电池。其等体积充电容量是目前广泛使用的镍镉电池的2倍，充放电循环寿命和输出电压与镍镉电池一样，但没有了镉污染。我市南开大学在储氢材料研究开发上有很大优势，通过863项目，和平海湾公司已开始了镍氢电池产业化工作。 ——激光材料：稀土离子是固体激光材料和无机液体激光材料的最主要的激活剂，其中以掺Nd3+的激光材料研究得最多，除钇铝石榴石(YAG)、铝酸钇(YAP)玻璃等基质外，高稀土浓度激光材料可能称为特殊应用的材料。 ——精密陶瓷：氧化钇部分稳定的氧化镐是性能十分优异的结构陶瓷，可制作各种特殊用途的刀剪；可以制作汽车发动机，因其具有高导热、低膨胀系数、热稳定性能好、在1 650℃下工作强度不降低，导致发动机马力大、省燃料等优点。 ——催化剂：稀土除用于制造石油裂化催化剂外，广泛应用于很多化学反应，如稀土氧化物LaO3、Nd2O3和Sm2O3用于环己烷脱氢制苯，用LnCoO3代替铂催化氧化氨制硝酸。并在合成异戊橡胶、顺丁橡胶的生产中作为催化剂。 汽车尾气需要将CH、CO氧化，对NOX进行还原处理，以解决目前城市空气污染问题。稀土元素是汽车尾气净化催化剂的主要原料。我市化工研究院在这方面有很强的优势，可推动形成一个汽车尾气净化器产品。 ——高温超导材料：近几年研究表明，许多单一稀土氧化物及其某些混合稀土氧化物是高温超导材料的重要原料。一旦高温超导材料进入实用，整个世界将起翻天覆地的变化。目前，我国在稀土超导材料的成材研究方面取得了有意义的突破。

周期系ⅡA族元素,包括铍镁钙锶钡镭六种金属元素.因为这些金属的氧化物既是熔点很高的,它们溶于水又显较强的碱性,历史上曾经把难熔的氧化物称为土性的,所以这6种金属被称为碱土金属. 周期系ⅢB族中原子序数为21、39和57～71的17种化学元素的统称.其中原子序数为57～71的15种化学元素又统称为镧系元素.稀土元素包括钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥.通常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕称为轻稀土元素[1]；钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇称为重稀土元素.稀土元素是历史遗留下来的名称,通常把不溶于水的固体氧化物叫做土,而在18世纪 ,这17种元素都是很稀少的尚未被大量发现,因而得名为稀土元素.

稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的总称，包含钪Sc、钇Y及镧系中的镧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，共17个元素。 “稀土”一词是十八世纪沿用下来的名称，因为当时用于提取这类元素的矿物比较稀少，而且获得的氧化物难以熔化，也难以溶于水，也很难分离，其外观酷似“土壤”，而称之为稀土。稀土元素分为“轻稀土元素”和“重稀土元素”： “轻稀土元素”指原子序数较小的钪Sc、钇Y和镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu。 “重稀土元素”原子序数比较大的钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu。 二、稀土资源及储备状况 由于稀土元素性质活跃，使它成为亲石元素，地壳中还没有发现它的天然金属无水或硫化物，最常见的是以复杂氧化物、含水或无水硅酸盐、含水或无水磷酸盐、磷硅酸盐、氟碳酸盐以及氟化物等形式存在。由于稀土元素的离子半径、氧化态和所有其它元素都近似，因 此在矿物中它们常与其它元素一起共生。 我国稀土资源占世界稀土资源的80%，以氧化物(REO)计达3 600万吨，远景储量实际是1亿吨。 我国稀土资源分南北两大块。 ——北方：轻稀土资源，集中在包头白云鄂博特等地，以后在四川冕宁又有发现。主要含镧、铈、镨、钕和少量钐、铕、钆等元素； ——南方：中重稀土资源，分布在江西、广东、广西、福建、湖南等省，以罕见的离子态赋存与花岗岩风化壳层中，主要含钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇和镧、钕等元素。 我国的稀土工业也分为南北两大生产体系。 ——北方以包钢稀土高科公司和甘肃稀土公司为轴心，构成了以包头稀土资源为主，四川资源为辅的轻稀土产品生产体系。骨干企业有核工业202厂、包头鹿西罗纳稀土有限公司、包头市和发稀土厂、包头市稀土冶炼厂、哈尔滨稀土材料厂、四川稀土材料厂、四川什邡吉大化工厂、安宁河稀土冶炼厂等。主要产品有稀土精矿、稀土硅铁合金、混合稀土化合物、富集物、混合金属等。稀土精矿的生产能力和处理、加工能力达50 000吨(REO—氧化物计算)。 ——南方以上海跃龙有色金属有限公司为龙头，构成了以江西、广东两省离子型稀土资源为主的中重稀土生产体系。骨干企业有广州珠江冶炼厂、广东阳江稀土厂、江苏新威集团、江苏溧阳方正稀土总厂、江阴加华稀土冶炼厂、江苏江飞稀土冶炼厂、江西龙南稀土公司、江西寻乌稀土公司、江西省稀土公司、江西核工业713矿等。主要产品为各种高纯单一稀土化合物和金属、富集物、混合金属和合金。分离总规模已超过10 000吨，并开始大规模加工分离北方轻稀土原料。 四、稀土元素的应用范围 目前稀土元素的应用蓬勃发展，已扩展到科学技术的各个方面，尤其现代一些新型功能性材料的研制和应用，稀土元素已成为不可缺少的原料。 1、稀土元素在传统产业领域中应用 ——农业领域：目前发展有稀土农学、稀土土壤学、稀土植物生理学、稀土卫生毒理学和稀土微量分析学等学科。稀土作为植物的生长、生理调节剂，对农作物具有增产、改善品质和抗逆性三大特征；同时稀土属低毒物质，对人畜无害，对环境无污染；合理使用稀土，可使农作物增强抗旱、抗涝和抗倒伏能力。当前我国农田施用稀土面积达5 000—7 000万亩/年，为国家增产粮、棉、豆、油、糖等6—8亿公斤，直接经济效益为10—15亿元，年消费稀土1 100—1 200吨。 ——冶金工业领域：稀土在冶金工业中应用量很大，约占稀土总用量的1/3。稀土元素容易与氧和硫生成高熔点且在高温下塑性很小的氧化物、硫化物以及硫氧化合物等，钢水中加入稀土，可起脱硫脱氧改变夹杂物形态作用，改善钢的常、低温韧性、断裂性、减少某些钢的热脆性并能改善加热工性和焊接件的牢固性。 稀土在铸铁中作为石墨球化剂、形核剂核对有害元素的控制剂，提高铸件质量，对铸件的机械性能有很大改善，主要用于钢锭模、轧锟、铸管和异型件四个方面。 在有色合金方面应用，对以有色金属为基的各种合金都有良好的作用，改善合金的物理和机械性能。应用最多的使铝、镁、铜三个系列。 ——石油化工领域：稀土用于石油裂化工业中的稀土分子筛裂化催化剂，特点是活性高、选择性好、汽油的生产率高。稀土在这方面的用量很大。 ——玻璃工业领域：稀土在玻璃工业中有三个应用：玻璃着色、玻璃脱色和制备特种性能的玻璃。用于玻璃着色的稀土氧化物有钕(粉红色并带有紫色光泽)、镨玻璃为绿色(制造滤光片)等；二氧化铈可将玻璃中呈黄绿色的二价铁氧化为三价而脱色，避免了过去使用砷氧化物的毒性，还可以加入氧化钕进行物理脱色；稀土特种玻璃如铈玻璃(防辐射玻璃)、镧玻璃(光学玻璃)。 ——陶瓷工业领域：稀土可以加入陶瓷和瓷釉之中，减少釉和破裂并使其具有光泽。稀土更主要用做陶瓷的颜料，由于稀土元素有未充满的4f电子，可以吸收或发射从紫外、可见到红外光区不同波长的光，发射每种光区的范围小，导致陶瓷的颜色更柔和、纯正，色调新颖，光洁度好。如黄色、紫罗兰色、绿色、桃红色、橙色、棕色、黑色等。稀土氧化物可以制造耐高温透明陶瓷(应用于激光等领域)、耐高温坩埚(冶金)。 ——电光源工业领域：稀土作为荧光灯的发光材料，是节能性的光源，特点是光效好、光色好、寿命长。比白炽灯可节电75—80%。 2、稀土元素在高新技术产业中应用 ——显示器的发光材料：稀土元素中钇、铕是红色荧光粉的主要原料，广泛应用于彩色电视机、计算机及各种显示器。目前，我国年产彩电红粉300—400吨，计算机显示器红粉50—100吨，以满足国产3 500万支彩显管和近百万支显示器的需求。 ——磁性材料：钕、钐、镨、镝等是制造现代超级永磁材料的主要原料，其磁性高出普通永磁材料4—10倍，广泛应用于电视机、电声、医疗设备、磁悬浮列车及军事工业等高新技术领域。据专家预测，本世纪末此类材料产值将达到35亿美元。我市南开大学研究开发出拥有自主知识产权的钕铁硼永磁材料就属此类，现正与肯达集团合作进行产业化。 ——储氢材料：稀土与过渡元素的金属间化合物MMNi5(MM为混合稀土金属)和LaNi5是优良的吸氢材料，被称为氢海绵。其最为成功的应用是制造二次电池——金属氢化物电池，即镍氢电池。其等体积充电容量是目前广泛使用的镍镉电池的2倍，充放电循环寿命和输出电压与镍镉电池一样，但没有了镉污染。我市南开大学在储氢材料研究开发上有很大优势，通过863项目，和平海湾公司已开始了镍氢电池产业化工作。 ——激光材料：稀土离子是固体激光材料和无机液体激光材料的最主要的激活剂，其中以掺Nd3+的激光材料研究得最多，除钇铝石榴石(YAG)、铝酸钇(YAP)玻璃等基质外，高稀土浓度激光材料可能称为特殊应用的材料。 ——精密陶瓷：氧化钇部分稳定的氧化镐是性能十分优异的结构陶瓷，可制作各种特殊用途的刀剪；可以制作汽车发动机，因其具有高导热、低膨胀系数、热稳定性能好、在1 650℃下工作强度不降低，导致发动机马力大、省燃料等优点。 ——催化剂：稀土除用于制造石油裂化催化剂外，广泛应用于很多化学反应，如稀土氧化物LaO3、Nd2O3和Sm2O3用于环己烷脱氢制苯，用LnCoO3代替铂催化氧化氨制硝酸。并在合成异戊橡胶、顺丁橡胶的生产中作为催化剂。 汽车尾气需要将CH、CO氧化，对NOX进行还原处理，以解决目前城市空气污染问题。稀土元素是汽车尾气净化催化剂的主要原料。我市化工研究院在这方面有很强的优势，可推动形成一个汽车尾气净化器产品。 ——高温超导材料：近几年研究表明，许多单一稀土氧化物及其某些混合稀土氧化物是高温超导材料的重要原料。一旦高温超导材料进入实用，整个世界将起翻天覆地的变化。目前，我国在稀土超导材料的成材研究方面取得了有意义的突破。

镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇、钪十七种元素形成一组，叫做稀土元素。这类元素的化学性质极相似，在自然界中常混杂在一起。

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。 稀土元素的共性是：①它们的原子结构相似；②离子半径相近（REE3+离子半径1.06×10^-10m~0.84×10^-10m，Y3+为0.89×10^-10m）；③它们在自然界密切共生。 　　稀土元素有多种分组方法，目前最常用的有两种： 　　两分法：铈族稀土，La-Eu，亦称轻稀土（LREE） 　　钇族稀土，Gd-Lu+Y，亦称重稀土（HREE） 　　两分法分组以Gd划界的原因是：从Gd开始在4f亚层上新增加电子的自旋方向改变了。而Y归入重稀土组主要是由于Y3+离子半径与重稀土相近，化学性质与重稀土相似，它们在自然界密切共生。 　　也有的根据稀土元素物理化学性质的相似性和差异性，除钪之外(有的将钪划归稀散元素)，划分成三组，即轻稀土组为镧、铈、镨、钕、钷；中稀土组为钐、铕、钆、铽、镝；重稀土组为钬、铒、铥、镱、镥、钇。 　　三分法：轻稀土为La~Nd；中稀土为Sm~Ho；重稀土为Er~Lu+Y。

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个元素密切相关的元素—钇(Y)和钪(Sc)共17种元素，称为稀土元素。

人误吃了极少量稀土会出现什么症状，求解

（1）稀土元素在地球中的丰度从下地幔到上地幔再到地壳，REE总量不断增高，根据黎彤（1976）的计算值，地壳中的REE总量比地球的平均值增高22.7倍，上地幔比地球增高2.4倍，下地幔比地球平均值降低0.4倍。计算还表明，地幔中稀土分馏现象不明显，其∑w（Ce）/∑w（Y）=1.13～1.14，与地球的平均值（1.15）相近，它说明地幔物质是形成地球的原始物质。由地幔分熔而形成的地壳，其中稀土含量增高，并且发生了分馏，轻稀土明显增高。表5.4 英安质和流纹质岩石的某些副矿物中REE矿物/熔体分配系数的平均值（2）地壳中REE元素分配具以下一些特点：①从 La到 Lu，元素的分布量明显表现出偶数元素丰度高于相邻奇数元素的丰度，并呈折线式逐渐降低的趋势，服从奥多-哈斯金法则；②∑w（Ce）含量远比∑w（Y）含量高，∑w（Ce）/∑w（Y）=2.65～2.93，大大超过地幔、地球及陨石中的∑w（Ce）/∑w（Y）比值。

稀土元素是非常重要的微量元素，在沉积岩的研究中具有重要的意义。由于自然界中元素丰度分布服从偶数规则，稀土元素的含量变化图总是呈一条锯齿形的曲线，它往往掩盖了稀土元素内部之间的微小差别，消除这种影响的办法就是进行标准化处理，即将样品中每个稀土元素的含量除以特定标准中相应稀土元素的含量，所得到的稀土丰度系数曲线称为稀土元素分布模式。在沉积岩的研究中一般采用代表大陆地壳稀土组成的北美页岩（NASC）作为标准。研究区阿泽里克地区样品稀土元素分析结果（表7-4）显示，含矿层阿萨乌阿组稀土元素含量与北美页岩差别不大。阿萨乌阿组稀土元素显示的型式大致一致（图7-15），表现为具有相同的物源，IR矿的T-05-1、T-05-3、T-13-9三个样品稀土略显富集，LREE/HREE系数不大；G矿地区的样品轻、重稀土元素分异不明显，略显亏损；但IR矿JXR-64钻孔中有两个样品T-13-4和T-13-5出现明显的高Eu异常。图7-15 戴加玛组稀土元素球粒陨石和北美页岩标准化分布型式图戴加玛组样品中稀土元素分布型式表现平缓，分布也大致一致（图7-15），表现为相同的物源，LREE/HREE比值为3.47～37.31，稀土元素总量略显富集，其中有一个样品IR矿T-05-1中La值出现高异常，G矿T-11-8样品中La值出现明显低异常。δEu值在1.05～1.55之间。对比无矿地层和高品位矿化样品可以发现，伴随着U矿化，出现HREE富集，轻稀土中的Pr、Nd、Sm略显亏损。HREE一般富集在络合能力强的高温热液体系中，说明该地区地层明显经受了后期热流体改造。表7-4 特吉达地区样品稀土元素分析数据伊腊泽尔组样品中稀土元素分布型式表现平缓，分布大致一致（图7-16），稀土元素总量略显富集，δEu值在1.01～1.14之间。对比无矿地层和高品位矿化样品可以发现，伴随着U矿化，出现重稀土元素亏损、轻稀土元素富集。无矿化的泥岩地层中，稀土元素表现为重稀土元素富集，铀矿化使得轻、重稀土元素富集发生转换，可能与高温热液流体对地层的改造有关。图7-16 伊腊泽尔组稀土元素球粒陨石和北美页岩标准化分布型式图阿萨乌阿组中，无矿化样品的稀土元素分布型式表现平缓，分布大致一致（图7-17），稀土元素总量略显富集，δEu值在0.94～1.11之间。稀土元素总量变化较大，或与热液活动与围岩砂体之间交代接触程度不同有关。矿化样品可大概分为两类：一类是稀土元素总量略显富集的，以T-11-10含铀含铜细砾岩铀矿石为代表；另一类是稀土元素总量略显亏损的，轻、重稀土元素分异表现不明显，以T-13-5紫红色含次生铀矿粗砂岩为代表。两种类型的产生与热液活动关系密切。图7-17 阿萨乌阿组稀土元素球粒陨石和北美页岩标准化分布型式图从该地区3个层位高品位矿石稀土元素分析结果来看（图7-18），阿萨乌阿组中出现明显亏损，随着矿化的进行，亏损逐渐减小，成矿类型多样，表现为可在稀土明显富集和亏损的情况下成矿。而在戴加玛组地层中，表现为重稀土元素略富集，δEu略大于1；伊腊泽尔组泥岩稀土元素表现平缓，说明受热液活动改造不明显。而从下部阿萨乌阿组稀土元素亏损到戴加玛组矿化元素富集，似乎可以说明，成矿与热流体从下部上升关系密切，或者与阿萨乌阿组作用较充分，成矿类型与位置不一有关，到戴加玛组时，温度或下降，成矿主要表现为稀土元素的富集。图7-18 矿层稀土元素北美页岩标准化分布型式

稀土元素由于处于周期表的同一位置，有相似的原子半径和价态，有相似的地球化学特性。同时由于镧系收缩效应，从轻稀土元素至重稀土元素其地球化学特性也发生着明显的变化。这些特征从中国花岗岩类稀土元素含量分布的变化可以展现出来。在华南褶皱带，其次在扬子地台富集，是所有稀土元素分布的共同特征。轻稀土元素在华北地台和秦岭-祁连造山带较高，在天山-兴安造系、滇藏造山系和喜马拉雅造山带的西部为贫化区。重稀土元素的含量在华北地台下降至中等含量水平，Eu在华南褶皱带由于明显的负Eu异常其含量也明显降低，仅在秦岭造山带和扬子准地台保持较高的含量。在华北地台重稀土元素贫化，轻、重稀土之比呈现最大反差，秦岭和祁连造山带重稀土的含量也呈现贫化趋势。

从1794年发现元素钇，到1945年在铀的裂变物质中获得钷，前后经过151年的时间，人们才将元素周期表中第三副族的钪钇镧铈镨钕钷钐铕钆铽镝钬铒铥镱镥17个性质相近的元素全部找到，把它们列为一个家族，取名稀土元素，其中从镧到镥15个元素又称为镧系元素。其实，这些元素并不那么稀少。例如，铈在地壳中的含量与锡近乎相等，而钇钕镧都比铅更丰富。其余的稀土元素，除钷外都不少于银，而比金丰富得多。我国是全世界稀土资源最丰富的国家，储量占全世界储量的4/5以上。此处仅简单介绍稀土元素的若干应用，从中可看出稀土元素应用的广泛性和重要性。 钢的脱硫 在钢中添加混合稀土金属的目的之一是控制硫夹杂物的含量和形状。炼钢时通常要添加锰，锰与硫结合形成硫化物夹杂物，这种夹杂物在轧钢时会变形。而添加混合稀土金属则能产生稀土的硫化物、硫氧化物，它们在轧钢时形状保持不变，这可使钢的性能得到改善。 稀土球墨铸铁 混合稀土金属以稀土硅铁合金或硅镁钛合金的形式加入铁不中促进石墨的球化，从而提高铸铁的可锻强度。产品称球墨铸铁。 打火石 混合稀土金属还用于制造打火石，这是用75%的混合稀土金属和25%的铁制成的一种合金。 用于有色金属合金中 稀土金属有色金属合金中也获得广泛应用。例如有一种稀土镁合金(含有Mg,Zn,Zr,La,Ce)可用于制造喷气式发动机的传动装置，直升飞机的变速箱，飞机的着陆轮和座舱罩。在镁合金中添加稀土金属的优点是可提高其高温抗蠕变性，改善铸造性能和室温可焊性。有一种铝锆钇合金用作电线，其特点是输出功率高、耐热、耐振动和耐腐蚀。 永磁材料 有一种永磁材料--钕铁永磁合金，其磁能积达300千焦/立方米，比钐钴永磁合金(它在70年代取代昂贵的铂钴永磁体市场产生过重大影响)几乎高出一倍。然而钕铁永磁合金也有缺点，它在居里温度达3250℃左右，(钐钴永磁合金的是760℃左右)，并且铁容易腐蚀。研究发现，把硼添加到钕铁永磁合金中可提高其磁能积和抗退磁的能力。这些性能优良的永磁材料用于飞机及宇宙航行器的仪表，精密仪器，微型电机等。 石油裂化催化剂等 稀土分子筛裂化催化剂是用于石油裂化工艺中性能优良(催化活性大，产品收率高)的催化剂。这种催化剂多数用混合稀土氯化物与相应的钠型分子筛发生阳离子交换反应制成。 稀土金属元素的化合物作为催化剂还用于很多其他催化反应中。如将已除去铈的混合稀土金属元素的环烷酸盐溶于汽油中可用作合成戊橡胶工艺中的催化剂，这是我国首创的，又如为净化汽车废气而设计的汽车催化器中，能将一氧化碳和未燃烧尽的碳氢化合物减少到极低的水平，其中所用的催化剂LACOO3，有效地地催化CO、烃类的燃烧，其活性、寿命与铂基催化剂无甚差别，而价格则便宜得多。 镧玻璃 一种具有优良光学性质的镧玻璃，含氧化镧La2O360%，氧化硼B2O340%，具有高的折射率，低的色散和良好的化学稳定性。这种光学玻璃是制造高级照相机的镜头和潜望镜的镜头的不可缺少的光学材料。 玻璃脱色 采用稀土使玻璃脱色的原理涉及到铁的氧化态。玻璃中的二价铁杂质使玻璃显蓝色，它氧化成三价铁后则使玻璃显极浅黄色，颜色淡得多。二氧化铈是很好的玻璃脱色剂，因为铈(Ⅳ)具有强氧化性，能将二价铁氧化成三价铁，而它本身则还原成稳定的铈(Ⅲ)，CeO2 Ce2O3都无色。 荧光粉 在彩电的显像管中采用的性能优良的红基色荧光粉，以钇的化合物Y2O2S或Y2O3作基质，以铕Eu3+作激活剂。这种产生出红色基色的荧光粉的使用效果，远远比过去(1964年以前)使用的非稀土硫化物红色荧光粉为好。 各种稀土荧光粉的用途颇广，如用于黑白电视显像管、X射线增感屏、雷达显像管、荧光灯、高压水银灯等。 激光器 稀土在激光器中也应用较多。目前使用最广的激光工作物质是掺钕钇铝石榴石Y3Al5O12:Nd3+和掺钕玻璃。前苏联曾研制出一种新型激光器--掺Cr3+,Nd3+的钆钪镓石榴石，其效率比钕激光器高3.5倍。 储氢 在合适的温度和压力下，五镍镧LaNi5合金能吸收氢分子:LaNi5+3H2=LaNi5H6冷却该合金时氢就被吸收，加热时就解吸，这提供了一种安全的储氢方法。 在室温及2.5大气压下，1公斤的LaNi5合金能吸收14克氢，而稍加热即可把储藏的氢完全放出。LaNi5和LaNi5H6的密度分别约为6.4和6.43克/厘米。由此可算得每立方米LaNi5约可吸收储存氢90克之多，而1米3液氢却不过重71克，可见LaNi5的储氢效率之高(而且还有比液氢安全的优点)。已发现的类似的储氢材料还有CeNi5,LaMg17,La2Ni5Mg13等。这样的储氢材料在利用氢作燃料方面有潜在的应用前景

1、稀土元素促进根系生长，则可作为反应堆燃料的稀释剂； 2、稀土元素能形成化学稳定的氧化物，并由此而产生多种多样的电子能级； 3、可以促进农作物的种子萌发； 4、稀土可以作为优良的荧光、碳、硫、卤化物，钇，可用作原子能反应堆的控制材料和减速剂。

稀土元素是典型的金属元素。它们的金属活泼性仅次于碱金属和碱土金属元素，而比其他金属元素活泼。在17个稀土元素当中，按金属的活泼次序排列，由钪，钇、镧递增，由镧到镥递减，即镧元素最活泼。稀土元素能形成化学稳定的氧化物、卤化物、硫化物。稀土元素可以和氮、氢、碳、磷发生反应，易溶于盐酸、硫酸和硝酸中。稀土易和氧、硫、铅等元素化合生成熔点高的化合物，因此在钢水中加入稀土，可以起到净化钢的效果。由于稀土元素的金属原子半径比铁的原子半径大，很容易填补在其晶粒及缺陷中，并生成能阻碍晶粒继续生长的膜，从而使晶粒细化而提高钢的性能。稀土元素具有未充满的4f电子层结构，并由此而产生多种多样的电子能级。因此，稀土可以作为优良的荧光，激光和电光源材料以及彩色玻璃、陶瓷的釉料。稀土离子与羟基、偶氮基或磺酸基等形成结合物，使稀土广泛用于印染行业。而某些稀土元素具有中子俘获截面积大的特性，如钐、铕、钆、镝和铒，可用作原子能反应堆的控制材料和减速剂。而铈、钇的中子俘获截面积小，则可作为反应堆燃料的稀释剂。稀土具有类似微量元素的性质，可以促进农作物的种子萌发，促进根系生长，促进植物的光合作用

稀土元素英文简写REE(rare earth element),法文简写TR(terres reres)。过去由于分析技术水平低,认为稀土元素在地壳中很稀少,加之冶炼、分离很困难,它们一般在风化壳上富集,其氧化物又多呈土状,故称之为稀土元素。实际上稀土元素不算稀少,REE的地壳丰度为0.017%,Ce,La,Nd的元素丰度比W、Sn、Mo、Pb、Co的丰度还高。5.3.1.1 稀土元素及其分组目前认为稀土元素是指周期表中原子序数从57到71的镧系15个元素加上原子序数为39的钇(Y)。即镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(bT)、镝(yD)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)与钇(Y)共16个元素。稀土元素的共性是:①它们的原子结构相似;②离子半径相近(REE3+离子半径1.06×10-10m~0.84×10-10m,Y3+为0.89×10-10m);③它们在自然界密切共生。稀土元素有多种分组方法,目前最常用的有两种:两分法:∑Ce族稀土,La-Eu,亦称轻稀土(LREE)∑Y族稀土,Gd-Lu+Y,亦称重稀土(HREE)两分法分组以Gd划界的原因是:从Gd开始在4f亚层上新增加电子的自旋方向改变了。而Y归入重稀土组主要由于Y3+离子半径与重稀土相近(如Ho3+的离子半径为0.89×10-10m),化学性质与重稀土相似,它们在自然界密切共生。三分法:轻稀土为La-Nd;中稀土为Sm-Ho;重稀土为Er-Lu+Y。5.3.1.2 自然界稀土元素的电子构型和价态稀土元素的电子构型如表5.3所示。由表可见,镧原子呈基态时,其外层电子构型为5d16s2;但下一个元素铈有一个电子充填于4f亚层中。以后的元素的电子均是充填在4f亚层,直至镱(Yb)将4f亚层完全充满为止。4f亚层的电子由于受到5s2和5p6亚层中8个电子很好的屏蔽,它们很少参与化学反应。因此,4f亚层中电子数目的差异不会引起元素化学行为的明显不同,也不会引起显著的配位场效应。所以,REE在任何地质体中都倾向于成组出现。在自然界,当硅酸盐相与金属硫化物相共存时,REE优先浓集于硅酸盐中,它们具亲石性(亲氧性)。它们主要呈痕量存在于许多矿物中,很少以高浓集状态产出,因此REE在地球系统中具微量元素的特性。REE是强的正电性元素,在结合性质上以离子键性为特征,只含有极小的共价成分。稀土元素最外层的电子构型相同,易失去6s亚层上的两个电子,然后丢失1个5d(或4f)电子,因为5d或4f电子在能量上接近6s电子。如果想再从4f上移去1个电子,则由于这个电子的电离能太高很难实现,因此正4价态的REE很少见,实际上所有的REE均显示稳定的正3价状态,只有Eu和Yb有正2价态,Ce和bT有正4价态。造成这种特殊价态的原因是:Eu2+和Tb4+具有半充满的4f亚层,bY2+具有全充满的4f亚层,而Ce4+具有惰性气体氙的电子构型(表5.3)。上述特殊各价态离子的电子构型有更高的稳定性。表5.3 REE的原子量(1973)及电子构型[Xe]=氙的构型1s22s22p63p63d104s24p64d105s25p6。(据Hendeson,1984)已有充分证据说明自然体系中确有二价的铕离子(Eu2+)和四价的铈离子(Ce4+)的存在,但直到现在还未发现bT4+。在碳质球粒陨石的某些包体中存在Eu和Yb的负异常,并且两者的含量具有相关性,故推断Yb2+在自然界是存在的。然而由于Yb2+要求极其还原的条件。为此,一般在地壳条件下,镱只能呈Yb3+形式。5.3.1.3 REE的配位和离子半径REE在矿物中的配位多面体多种多样,从六次配位到十二次配位,甚至更高的配位。较小离子半径的REE占据六次配位位置,但这种情况在矿物中少见。稀土元素在一般情况下的配位数从7到12。例如:榍石中为7次配位,锆石中为8次配位,独居石为9次配位,褐帘石中11次配位和钙钛矿中12次配位。REE离子所占配位位置的多样性无疑造成了REE矿物化学的复杂性,许多矿物化学问题尚有待于进一步研究。REE的配位数和离子半径之间存在相关性,即离子半径愈大,它们占据配位数愈大的位置,反之亦然。其原因是REE的原子容积显示出逐渐和稳定地随原子序数增大而减小的趋势。这种原子容积的减小在化学上称之为“镧系收缩”,它反映出REE离子半径随原子序数增大而减小的规律(图5.3),离子半径是离子电荷和配位数的函数。图5.3 三价REE和Eu2+在Ⅵ次和Ⅷ次配位中离子半径随原子序数变化的规律半径值引自Shamnon(1976)从比较REE离子与其他阳离子的相对大小可以看出,较少有与REE半径相似的离子。Na+和Ca2+具有与三价LRE离子相近的半径(在六次配位中Na+半径为1.02×10-10m,Ca2+1.00×10-10m)。Eu2+与Sr2+半径相似(在六次配位中Eu2+1.17×10-10m,Sr2+1.18×10-10m)。K+、Rb+、Cs+和Ba2+的半径比任何三价的REE离子都大,而大部分过渡元素离子比REE离子小。REE的离子半径较大,除非矿物中被置换的阳离子也具有较大的半径,否则其在大部分矿物中进行置换的能力是有限的,已观察到三价REE离子可置换Ca2+、Y3+、Th4+、U4+、Mn2+和Zr4+(六次配位的半径为0.72×10-10m)。除了Zr4+半径相对较小外,根据离子半径就可判断存在上述的置换。三价REE离子有宽广的半径范围,这意味着某些矿物可以选择吸收某些特殊的稀土元素。三价REE离子对不同电价阳离子的置换(异价类质同象)要求满足电荷的平衡或补偿,常见的补偿方式有以下几种,这与第二章总结的类质同象规律一致:(1)通过附加置换,如斜长石中三价REE替代Ca2+,电荷由Al3+同时替代Si4+来补偿:地球化学或者:地球化学(2)以产生空位(以符号□表示)来补偿,例如:地球化学(3)通过在晶体结构的一种间隙位置中添加一种阴离子来补偿。Eu2+能置换Pb2+、Ca2+、Sr2+和Na+,因为它们的半径比较接近。REE离子(特别LREE离子)具较大半径,降低了共价键性和静电的相互作用,是阻碍REE形成稳定络合物的主要因素之一。在溶液中三价的REE离子能够与 等配合,形成碳酸盐、硫酸盐、氯化物和氟化物型络合物,这是REE在自然界的重要赋存形式,例如在富CO2的溶液中REE是极活动的。实验研究证明,REE尤其是HREE,在共存的硅酸盐熔体和碳酸盐熔体(由岩浆熔离形式之一)之间优先富集于碳酸盐熔体中;在共存富CO2蒸汽相中REE更加富集。弗林和伯纳姆(Flynn Burnham,1979)也证明,REE在酸性硅酸盐熔体-蒸汽相共存的实验体系中,能与氯发生配合作用,因为REE在蒸汽和熔体间的分配系数随蒸汽相中氯的质量摩尔浓度增大而增大。5.3.1.4 REE的分配系数施内特勒和菲尔波特(Schnetlter和Philpotts,1970)首次在天然体系中进行REE分配系数的研究工作,他们采用斑晶基质法确定了REE在玄武岩和安山岩某些矿物和熔体间的分配系数(图5.4)。由图可清楚地看出,不同矿物具有不同的分馏REE的能力。图5.4 玄武岩和安山岩中矿物/熔体间REE的分配系数(据Shnettler和Philpotts,1970)图5.5 斜长石/熔体对之间REE分配系数变化范围和平均值(粗线)(据Henderosn,1982)亨德森(Henderson,1982)将天然岩浆体系中的REE的矿物/熔体分配系数编制成图(图5.5)。汉森(Hanson,1978)还依据已发表的数据编制了英安岩和流纹岩中REE的矿物/熔体的图解(图5.6)。从图5.5和5.6中可见有关REE分配的一些规律:(1)对于任何稀土元素的矿物/熔体对来说,其分配系数值均在较宽的范围内变化(图5.5)。这种变化有时可达一个数量级或更大些(如图5.5b中的Yb),这是温度、压力和成分变化以及矿物不纯等因素造成的。(2)虽然REE在一定的矿物/熔体对之间的分配系数值有很大的变化范围,但是该矿物REE分配系数的模式形态一般不变(对比图5.5a和b)。因此,特定的矿物对熔体中的REE组成模式施以特征影响,据这种影响可推断在部分熔融残余体中或分异结晶早期该矿物的存在。(3)REE在矿物/熔体之间的分配系数值,富硅体系一般高于基性体系(图5.6)。除Eu以外,许多造岩矿物REE的平均KD值常常小于1,但酸性岩中单斜辉石/熔体和角闪石/熔体REE的分配系数大于1。图5.6 英安岩和流纹岩中矿物/熔体间REE的分配系数(据Hanson,1978)(4)副矿物在稀土元素分配方面起着重要作用。REE副矿物/熔体分配系数均很大(最高达n×100,见表5.4),并能造成REE彼此间强烈分异。例如对KLa(820)大约比KLu(7.7)高两个数量级。某些副矿物优先富集LREE(如褐帘石),有些副矿物优先富集HREE(如锆石、石榴子石),另一些矿物优先富集MREE(如磷灰石、单斜辉石、普通角闪石)。(5)REE的KD值表明,斜长石和钾长石的结晶或斜长石在部分熔融残余体中的存在可以在熔体中造成Eu的亏损或负异常;而石榴子石、磷灰石、普通角闪石、单斜辉石和紫苏辉石的存在可在熔体中造成Eu的相对富集形成Eu的正异常。用实验方法测定的REE在合成矿物和熔体之间的分配系数值表明,它们与采用斑晶-基质法取得的相应数据一致。对许多重要矿物来说,已确定的REE分配系数模式的一般性质(KD对原子序数的关系曲线)已能满足建立岩浆分异结晶和部分熔融定量模型的要求。

稀土元素是17种特殊的元素的统称，它的得名是因为瑞典科学家在提取稀土元素时应用了稀土化合物，所以得名稀土元素。然而稀土是历史遗留下来的名称。稀土是从18世纪末开始陆续发现，当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土，例如，将氧化铝称为“陶土”，氧化钙称为”碱土“等。稀土一般是以氧化物状态分离出来的，当时比较稀少，因而得名为稀土（Rare Earth，简称RE或R）。

稀土元素是镧系元素(15个)和钇、钪共17个元素的总称，属于周期表中第ⅢB族元素，它的得名是因为瑞典科学家在提取稀土元素时应用了稀土化合物，所以得名稀土元素。1.稀土元素是典型的金属元素。它们的金属活泼性仅次于碱金属和碱土金属元素，而比其他金属元素活泼。2.在17个稀土元素当中，按金属的活泼次序排列，由钪，钇、镧递增，由镧到镥递减，即镧元素最活泼。3.稀土元素能形成化学稳定的氧化物、卤化物、硫化物。4.稀土元素可以和氮、氢、碳、磷发生反应，易溶于盐酸、硫酸和硝酸中。5.稀土金属呈银白色，具有延展性，有很强的还原性。

一、稀土元素稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的总称，包含钪Sc、钇Y及镧系中的镧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，共17个元素。“稀土”一词是十八世纪沿用下来的名称，因为当时用于提取这类元素的矿物比较稀少，而且获得的氧化物难以熔化，也难以溶于水，也很难分离，其外观酷似“土壤”，而称之为稀土。稀土元素分为“轻稀土元素”和“重稀土元素”：“轻稀土元素”指原子序数较小的钪Sc、钇Y和镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu。“重稀土元素”原子序数比较大的钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu。

【答案】：稀土元素一般是指钪、钇和镧系元素，即Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等共17个元素。

17种稀土元素有镧(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)以及钪(Sc)钇(Y)。稀土元素是镧系元素(15个)和钇、钪共17个元素的总称。17种元素分别是：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)以及钪(Sc)钇(Y)。稀土元素属于元素周期表中第ⅢB族元素。它们由于原子结构具有相同性而表现出相近的性质。稀土发光材料具有很多的优点：吸收能力强，转换效率高，可发射从紫外线到红外光的光谱，特别在可见光区有很强的发射能力等。稀土材料还有受紫外光激发后，可发出不同颜色光的性质。稀土元素的应用十分广泛，如今稀土发光材料已广泛应用在显示、显像、新光源、X射线增光屏等各方面。目前我国稀土已探明储量居世界第一。

稀土元素是17种元素的总称，名词详细介绍如下：1、定义：稀土金属又称稀土元素，稀有金属，是元素周期表中钪钇镧系17种元素的总称，常用R或RE表示。钪和钇因为经常与镧系元素在矿床中共生，且具有相似的化学性质，故被认为是稀土元素。与其名称暗示的不同，稀土元素在地壳中的丰度相当高，然而由于其地球化学性质，稀土元素很少富集到经济上可以开采的程度。2、国内储量：在已探明的稀土储量中，中国位居第一，约占世界总储量21000万吨的43%，前独联体达4000万吨，世界储量的19.5%，位居第二，美国为2700万吨，占世界12.86%，位居第三。其次巴西、澳大利亚、越南、加拿大和印度等国的拥有量也相当可观。3、起源：稀土是历史遗留的名称。稀土金属是从18世纪末叶开始陆续发现。当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土，例如把氧化铝叫陶土。稀土一般是以氧化物状态分离出来，又很稀少，因而得名稀土。稀土金属的化学性质很相似，所以在矿物中共生，但是钪的化学性质同其他稀土差别较大，一般稀土矿物中不含钪。

1、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个元素密切相关的元素—钇(Y)和钪(Sc)共17种元素，称为稀土元素。 2、稀土元素是17种特殊的元素的统称，它的得名是因为瑞典科学家在提取稀土元素时应用了稀土化合物，所以得名稀土元素。 3、然而稀土是历史遗留下来的名称。稀土是从18世纪末开始陆续发现，当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土，例如，将氧化铝称为“陶土”，氧化钙称为”碱土“等。稀土一般是以氧化物状态分离出来的，当时比较稀少，因而得名为稀土（Rare Earth，简称RE或R）。

稀土包括镧，铈，镨，钕，钷，钐，铕，钆，铽，镝，钬，铒，铥，镱，镥，以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素钪和钇共17种元素，称为稀土元素。 稀土是化学元素周期表中镧系元素。 稀土一词是历史遗留下来的名称。稀土元素是从18世纪末叶开始陆续发现，当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土。稀土一般是以氧化物状态分离出来的，又很稀少，因而得名为稀土。

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，简称稀土。稀土和稀土材料稀土元素通常被分为轻稀土和中重稀土两大类。轻稀土元素包括镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆 8 个元素。中重稀土元素包括铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇 9 个元素。

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稀土元素是典型的金属元素。它们的金属活泼性仅次于碱金属和碱土金属元素，而比其他金属元素活泼。在17个稀土元素当中，按金属的活泼次序排列，由钪，钇、镧递增，由镧到镥递减，即镧元素最活泼。稀土元素能形成化学稳定的氧化物、卤化物、硫化物。稀土元素可以和氮、氢、碳、磷发生反应，易溶于盐酸、硫酸和硝酸中。 稀土易和氧、硫、铅等元素化合生成熔点高的化合物，因此在钢水中加入稀土，可以起到净化钢的效果。由于稀土元素的金属原子半径比铁的原子半径大，很容易填补在其晶粒及缺陷中，并生成能阻碍晶粒继续生长的膜，从而使晶粒细化而提高钢的性能。 稀土元素具有未充满的4f电子层结构，并由此而产生多种多样的电子能级。因此，稀土可以作为优良的荧光，激光和电光源材料以及彩色玻璃、陶瓷的釉料。 稀土离子与羟基、偶氮基或磺酸基等形成结合物，使稀土广泛用于印染行业。而某些稀土元素具有中子俘获截面积大的特性，如钐、铕、钆、镝和铒，可用作原子能反应堆的控制材料和减速剂。而铈、钇的中子俘获截面积小，则可作为反应堆燃料的稀释剂。 稀土具有类似微量元素的性质，可以促进农作物的种子萌发，促进根系生长，促进植物的光合作用

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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。通常把镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕称为轻稀土元素 （铈组稀土），钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇称为重稀土元素 （钇组稀土）。

?稀土元素是典型的金属元素。它们的金属活泼性仅次于碱金属和碱土金属元素，而比其他金属元素活泼。在17个稀土元素当中，按金属的活泼次序排列，由钪，钇、镧递增，由镧到镥递减，即镧元素最活泼。稀土元素能形成化学稳定的氧化物、卤化物、硫化物。稀土元素可以和氮、氢、碳、磷发生反应，易溶于盐酸、硫酸和硝酸中。 ??稀土易和氧、硫、铅等元素化合生成熔点高的化合物，因此在钢水中加入稀土，可以起到净化钢的效果。由于稀土元素的金属原子半径比铁的原子半径大，很容易填补在其晶粒及缺陷中，并生成能阻碍晶粒继续生长的膜，从而使晶粒细化而提高钢的性能。 ??稀土元素具有未充满的4f电子层结构，并由此而产生多种多样的电子能级。因此，稀土可以作为优良的荧光，激光和电光源材料以及彩色玻璃、陶瓷的釉料。 ??稀土离子与羟基、偶氮基或磺酸基等形成结合物，使稀土广泛用于印染行业。而某些稀土元素具有中子俘获截面积大的特性，如钐、铕、钆、镝和铒，可用作原子能反应堆的控制材料和减速剂。而铈、钇的中子俘获截面积小，则可作为反应堆燃料的稀释剂。 ??稀土具有类似微量元素的性质，可以促进农作物的种子萌发，促进根系生长，促进植物的光合作用谢谢采纳

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)，钪(Sc)、钇(Y)

稀土元素有：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个元素密切相关的元素—钇(Y)和钪(Sc)共17种元素。稀土元素的共性是：它们的原子结构相似；离子半径相近（RE3+离子半径1.06×10-10m~0.84×10-10m，Y3+为0.89×10-10m）；它们在自然界密切共生。用途大多数稀土元素呈现顺磁性。钆在0℃时比铁具更强的铁磁性。铽、镝、钬、铒等在低温下也呈现铁磁性，镧、铈的低熔点和钐、铕、镱的高蒸气压表现出稀土金属的物理性质有极大差异。钐、铕、钇的热中子吸收截面比广泛用于核反应堆控制材料的镉、硼还大。稀土金属具有可塑性，以钐和镱为最好。除镱外，钇组稀土较铈组稀土具有更高的硬度。稀土元素已广泛应用于电子、石油化工、冶金、机械、能源、轻工、环境保护、农业等领域。应用稀土可生产荧光材料、稀土金属氢化物电池材料、电光源材料、永磁材料、储氢材料、催化材料、精密陶瓷材料、激光材料、超导材料、磁致伸缩材料、磁致冷材料、磁光存储材料、光导纤维材料等。以上内容参考 百度百科-稀土元素

答：1、稀土在钢中的作用：稀土钢即含有一定量稀土的钢。现在所说的稀土，是指元素周期表中原子序数为57～7l的镧系元素，以及钇和钪，共17个元素。钢中有了稀土后，其性能得以提高，表现在深冲性能、抗腐蚀性、耐磨性、拉拔性等。2、净化作用：稀土与钢液中的氧、硫等杂质的化学亲和力大，在炼钢温度(约1873K)下稀土能同钢液中的氧、硫等杂质反应生成稀土氧化物、硫化物或氧硫化物。这些反应的脱氧平衡常数或脱硫平衡常数低于或接近于常用的脱氧剂和脱硫剂。因此稀土钢添加剂可作为钢液的强脱氧剂和脱硫剂而起净化作用。常用的稀土钢添加剂主要为混合稀土金属或高品位(RE>27%)稀土硅铁合金，有时也使用混合还原剂的稀土氧化物。3、变质作用：稀土与钢液中的氧、硫反应生成的氧化物、硫化物或氧硫化物可部分残留在钢液中，成为钢中的夹杂物。由于这些夹杂物的熔点高，可作为钢液凝固时的非匀质成核中心，起细化钢的凝固组织作用；又由于这些夹杂物在轧钢温度下不易变形，仍保持细小的球形或纺锤形，使钢中的夹杂物形态得到控制，从而避免或克服钢材在热压力加工时由于其他种类夹杂物(如MnS)延伸变形所导致的钢材性能的各向异性，而使钢材的纵向、横向与厚度方向的性能趋于一致。稀土处理钢材的这种变质作用是目前稀土钢添加剂最主要的应用内容。4、合金化作用：钢中可能固溶微量稀土，特别是高碳钢和合金含量较高的某些合金钢固溶稀土量较高(万分之几)，可能产生某些合金化作用。这种合金化作用表现为稀土影响钢的相变过程，改变相变产物的组成与结构，从而使钢的疲劳性能和耐腐蚀性能变好，以及提高钢的显微硬度。目前以(微)合金化为目的而使用的稀土钢添加剂量所占的比例较少。为实现稀土对钢的(微)合金化作用，必须较严格地控制冶金条件。使用的稀土钢添加剂主要是单一稀土金属及其铁合金，如Fe-Ce、Fe-Y等，有时也使用混合稀土金属。

稀土元素的特性及用途如下：由于其独特的磁性、发光性和电化学特性，这些元素有助于许多技术以更轻的重量、更低的排放和更低的能耗实现，或者给它们能以更高的效率、稀土元素被誉为"工业的维生素"，具有无法取代的优异磁、光、电性能，对改善产品性能，增加产品品种，提高生产效率起到了巨大的作用。冶金工业。稀土在冶金领域应用已有30多年的历史，目前已形成了较为成熟的技术与工艺，稀土在钢铁、有色金属中的应用，是一个量大面广的领域，有广阔的前景。军事领域。由于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，能大幅度提高其他产品的质量和性能。因此有"工业黄金"之称。石油化工。而某些稀土元素具有中子俘获截面积大的特性。因此在钢水中加入稀土，可以促进农作物的种子萌发，稀土可以作为优良的荧光。稀土广泛用于冶金、石油化工、玻璃陶瓷、新材料领域。在冶金工业方面：稀土金属或氧化物、硅化物加入钢中，能起到精练、脱硫、中和低熔点有害质的作用。

问题一：稀土元素是什么？ 稀土就是化学元素周期表――镧(La)、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。 问题二：稀土元素的用途有哪些？ 稀土元素是典型的金属元素。它们的金属活泼性仅次于碱金属和碱土金属元素，而比其他金属元素活泼。在17个稀土元素当中，按金属的活泼次序排列，由钪，钇、镧递增，由镧到镥递减，即镧元素最活泼。稀土元素能形成化学稳定的氧化物、卤化物、硫化物。稀土元素可以和氮、氢、碳、磷发生反应，易溶于盐酸、硫酸和硝酸中。 ??稀土易和氧、硫、铅等元素化合生成熔点高的化合物，因此在钢水中加入稀土，可以起到净化钢的效果。由于稀土元素的金属原子半径比铁的原子半径大，很容易填补在其晶粒及缺陷中，并生成能阻碍晶粒继续生长的膜，从而使晶粒细化而提高钢的性能。 ??稀土元素具有未充满的4f电子层结构，并由此而产生多种多样的电子能级。因此，稀土可以作为优良的荧光，激光和电光源材料以及彩色玻璃、陶瓷的釉料。 ??稀土离子与羟基、偶氮基或磺酸基等形成结合物，使稀土广泛用于印染行业。而某些稀土元素具有中子俘获截面积大的特性，如钐、铕、钆、镝和铒，可用作原子能反顶堆的控制材料和减速剂。而铈、钇的中子俘获截面积小，则可作为反应堆燃料的稀释剂。 ??稀土具有类似微量元素的性质，可以促进农作物的种子萌发，促进根系生长，促进植物的光合作用 问题三：稀土元素有哪些主要性质和用途 而铈?，即镧元素最活泼。由于稀土元素的金属原子半径比铁的原子半径大，按金属的活泼次序排列，促进根系生长，则可作为反应堆燃料的稀释剂?稀土元素具有未充满的4f电子层结构，由钪。稀土元素能形成化学稳定的氧化物，并由此而产生多种多样的电子能级。 。而某些稀土元素具有中子俘获截面积大的特性?稀土离子与羟基。因此。 ，因此在钢水中加入稀土，可以促进农作物的种子萌发，稀土可以作为优良的荧光、碳、硫、卤化物，钇，可用作原子能反应堆的控制材料和减速剂?。稀土元素可以和氮。 ?，而比其他金属元素活泼?、钇的中子俘获截面积小?稀土具有类似微量元素的性质，由镧到镥递减，易溶于盐酸。 、铅等元素化合生成熔点高的化合物、硫化物、镝和铒，从而使晶粒细化而提高钢的性能?稀土易和氧、偶氮基或磺酸基等形成结合物，可以起到净化钢的效果、氢，如钐、钆，并生成能阻碍晶粒继续生长的膜，使稀土广泛用于印染行业、铕，激光和电光源材料以及彩色玻璃、陶瓷的釉料、磷发生反应。它们的金属活泼性仅次于碱金属和碱土金属元素，很容易填补在其晶粒及缺陷中、硫酸和硝酸中。在17个稀土元素当中、镧递增稀土元素是典型的金属元素

稀土，是元素周期表中的镧系元素和钪、钇共十七种金属元素的总称。自然界中有250 种稀土矿。轻稀土包括：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕。重稀土包括：钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。稀土，是元素周期表中的镧系元素和钪、钇共十七种金属元素的总称。自然界中有250 种稀土矿。轻稀土包括：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕。重稀土包括：钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的总称，包含钪Sc、钇Y及镧系中的镧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，共17个元素。“稀土”一词是十八世纪沿用下来的名称，因为当时用于提取这类元素的矿物比较稀少，而且获得的氧化物难以熔化，也难以溶于水，也很难分离，其外观酷似“土壤”，而称之为稀土。稀土元素分为“轻稀土元素”和“重稀土元素”：“轻稀土元素”指原子序数较小的钪Sc、钇Y和镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu。“重稀土元素”原子序数比较大的钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu。二、稀土资源及储备状况由于稀土元素性质活跃，使它成为亲石元素，地壳中还没有发现它的天然金属无水或硫化物，最常见的是以复杂氧化物、含水或无水硅酸盐、含水或无水磷酸盐、磷硅酸盐、氟碳酸盐以及氟化物等形式存在。由于稀土元素的离子半径、氧化态和所有其它元素都近似，因此在矿物中它们常与其它元素一起共生。

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【答案】：由于稀土元素的性质十分相似，而且伴生的金属成分较多，因此，从混合稀土中分离提取单一的稀土元素非常困难。常用的分离方法有：化学分离法，离子交换法和溶剂萃取法。化学分离法是通过其稀土元素化合物的溶解度差异而采用的分级沉淀，或分级结晶的方法；或通过其氧化还原性质，改变其存在形态而将其分离。溶剂萃取法和离子交换法是现代稀土生产中主要应用的分离方法。溶剂萃取法是利用在有机溶液从与其不相混溶的液相中利用稀土元素的溶解度差异，将稀土元素分离提取出来，包括萃取和反萃取两个过程，多步进行。离子交换法是通过离子交换树脂对某些离子具有的选择性交换反应或吸附，将其转移在树脂上，再经过一个解吸过程而将离子提取分离的一种方法，包括吸附和解吸两个过程。