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稀土金属

我国是举世公认的虹资源大国。稀土工业和稀土应用是从本世纪60年代开始伴随着世界性的新技术潮流而迅猛崛起的一项新兴产业。稀土和稀土应用产品已深入到我们生活的各个领域，但许多人对稀土还是感到陌生。我们在此开辟（北京稀土应用园地），就是和读者共同学习稀土的有关知识，了解我国稀土资源的开发利用情况，介绍北京地区稀土应用现状与发展展望，探讨稀土在国民经济发展中的重要作用和宣传国家对开发稀土及应用稀土的有关政策。

□□什么是稀土?稀土是稀土元素（或称稀土金属）的简称，是17种元索组成的一个金属大家族，第三副族中的镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钦、铒、铥、镜、镥等等15个镧系元素（拥有独特的4f虹轨道）以及性质与它们相近的钪和钇。’稀土是由18世纪末被发现时而得名，当时认为它们很稀贵，其氧化物又有难溶于水的“土性”，故称为稀土。现在看来，稀土在地壳中的重量百分含量（克拉克值）比铜、铅、锌、银等常见金属元索还要高，性质也不像土，而是一组性质十分活泼的金属，但“稀土”这个奇特的名称却被沿用全今。

□从1794年发现第一个稀土元素钇，到1972年发现自然界的稀土元素钷，历经178年，人们才把17种稀土元索全部在自然界中找到。今年由于工业提纯和冶炼技术的发展，除元素钷以外，都能获得高纯的稀土氧化物和稀土金属。稀土的应用也随着科技的发展从初级到高级，从19世纪末应用稀土制造汽汽灯纱罩、打火石和弧光灯碳棒等初级应用产品发展到现在把稀土广泛应用于彩电荧光屏、三基色节能灯、绿色高能充电电池、汽车尾气净化催化剂、电脑驱动器、核磁共振成像仪、固体激光器、光纤通讯和磁悬浮列车等高科技领域。

□我国是稀土资源最丰富的国家，稀土储量和产量均居世界首位，在19个省市自治区都发现有稀土矿藏，而且矿物品种齐全。从北京沿京包铁路西行约800公里，就到了我国著名的草原钢城-内蒙古包头市，再向北行150公里，能看到一座奇特的矿山，这就是举世闻名的白云鄂博矿（“白云鄂博”在内蒙古语中是“富丽雄伟”的意思），它不但是座巨大的铁矿山（包钢钢铁原料基地），还是世界最大的稀土矿山，稀土储量几乎占世界总储量的一半（以轻稀土为主），而且因稀土与铁共生。可以随铁开采综合回收利用，生产成本低，市场竞争力强。在四川凉山州和山东微山地区蕴藏着优质氟碳铈镧型轻稀土矿。广东和台湾沿海有丰富的独居石型稀土矿。特别令世人瞩目的是在我国南岭地区，包括江西、广东、福建、湖南、广西等省（自治区）蕴藏着我国所特有而又极为丰富的离子型稀土矿，它们所富含的钇、铽等中重稀土储量占世界一半以上。

稀土的分组

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□根据稀土元素原子电子层结构和物理化学性质，以及它们在矿物中共生情况和不同的离子半径可产生不同性质的特征，十七种稀土元素通常分为二组。

□轻稀土（又称铈组）包括：镧、铈、错、钕、钷、钐、铕、钆。

□重稀土（又称钇组）包括：铽、镝、钦、铒、铥、镜、镥、钪、钇。

□□称铈组或钇组，是因为矿物经分离得到的稀土混合物中，常以铈或钇占优势而得名。

稀土元素的主要物理化学性质

□□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，很容易填补在其品粒及缺陷中，并生成能阻碍晶粒继续生长的膜，从而使品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。

稀土金属的某些物理特性

原子

序数

元

素

原子量

离子半径

（埃）

密度

（克/厘

3）

熔度(°C)

沸点

（C）

氧化物熔点（C）

比电阻欧姆?厘米X106

R3+离子磁矩

（波尔磁子）

热中子俘获

截面（靶）

57

La

138.92

1.22

6.19

920±5

4230

2315

56.8

0.00

8.9

58

Ce

140.13

1.1