稀土科普的資料

稀土科普的資料第1頁(yè)/共38頁(yè)神奇的稀土讓我們的生活更精彩讓我們?cè)诳茖W(xué)的海洋里，度過(guò)一個(gè)愉快的上午鄧小平同志指出：中東有石油，中國(guó)有稀土…第2頁(yè)/共38頁(yè)

稀土真奇怪1稀土的過(guò)去很輝煌2稀土的應(yīng)用真精彩3稀土的未來(lái)不是夢(mèng)4第3頁(yè)/共38頁(yè)

稀土不土稀土是元素周期表第三副族中原子序數(shù)從57至71的15個(gè)鑭系元素，加上化學(xué)性質(zhì)相近的鈧和釔，共17個(gè)元素。除鈧和钷外，其余15個(gè)元素往往共生。稀土不是土，是一組典型的金屬元素。CeNdSmGdDyYErYbPrPoEuTbHoLuTmScLa稀土（RE）

稀土是什么?1第4頁(yè)/共38頁(yè)

稀土不稀稀土在地殼中的含量并不稀少，比常見(jiàn)元素銅、鋅、錫、鉛、鎳等元素要多。世界已查明的稀土儲(chǔ)量為4500萬(wàn)噸，其中中國(guó)占80%，具有得天獨(dú)厚的資源優(yōu)勢(shì)。我國(guó)稀土資源主要分布在具有“稀土之谷”美譽(yù)的包頭和四川、江西、廣東等地。其中包頭為氟碳鈰礦與獨(dú)居石的混合礦，四川為氟碳鈰礦，江西、廣東等南方五省為世界罕見(jiàn)的離子型礦。中國(guó)80%美國(guó)12.3%印度4%澳大利亞1.5%前蘇聯(lián)1%GreatChina中國(guó)的稀土資源豐富，我們敢在全球稀土行業(yè)說(shuō)“不”!1第5頁(yè)/共38頁(yè)

稀土有輕也有重LaCePrNdPoSmEu輕稀土GdTbDyHoErTmYbLuY重稀土

稀土分貧富盡管17種稀土元素性質(zhì)十分相似，在稀土礦物中往往共生，但是它們的分配差異很大，重稀土的含量相對(duì)要少的多，極其珍貴。我國(guó)南方離子型礦以高的重稀土含量而聞名世界。1第6頁(yè)/共38頁(yè)

稀土奇特

稀土電子結(jié)構(gòu)有個(gè)性，均有一個(gè)沒(méi)有完全充滿的內(nèi)電子層，即4f內(nèi)電子層。特殊的電子結(jié)構(gòu)和稀土原子的大磁矩，決定了它們具有奇特的磁、光、電等性能，往往是無(wú)法替代的。但是稀土不能獨(dú)立發(fā)揮出奇特的性能，它需要和其它元素協(xié)同作戰(zhàn)，發(fā)揮功能，造福人類(lèi)。稀土離子的一般電子構(gòu)型是(Xe)(4f)n(5s)2(5p)6,隨著4f殼層電子數(shù)的變化，稀土離子表現(xiàn)出不同的電子躍遷形式和極其豐富的能級(jí)躍遷。研究表明，稀土離子的電子組態(tài)中共有1639個(gè)能級(jí)，能級(jí)之間的可能躍遷數(shù)目高達(dá)199177個(gè)，可觀察到的譜線達(dá)30000多條，因而稀土離子可以吸收和發(fā)射從紫外到紅外區(qū)的各種波長(zhǎng)的光而形成多種多樣的發(fā)光材料。1第7頁(yè)/共38頁(yè)

稀土元素發(fā)現(xiàn)史17個(gè)稀土元素的發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的時(shí)期，從1787年發(fā)現(xiàn)釔到1947年分離出钷，人類(lèi)探索、追求了153年。遺憾的是，在稀土元素的發(fā)現(xiàn)史上，沒(méi)有中國(guó)人的名字。1787年釔（Y）

1803年鈰(Ce)1839年鑭(La)1879年鈥Ho、銩Tm1879年釤(Sm)1843年鋱Tb、鉺Er1878年鐿（Yb）1879年鈧(Sc)1880年釓(Gd)1885年釹Nd、鐠Pr1886年鏑(Dy)1901年銪(Eu)1907年镥(Lu)1947年钷(Po)2第8頁(yè)/共38頁(yè)

稀土開(kāi)發(fā)歷程稀土礦物萃取分離選礦分選精礦分解制備金屬稀土材料種子選種育苗森林大樹(shù)小樹(shù)2第9頁(yè)/共38頁(yè)選礦工業(yè)2稀土礦物精礦分解萃取分離制備金屬稀土材料第10頁(yè)/共38頁(yè)

中國(guó)稀土工業(yè)史全面開(kāi)展稀土礦石分解、化學(xué)法分離、離子交換法分離與基礎(chǔ)理論、溶劑萃取分離、氯化與熔鹽電解、單一稀土金屬和稀土合金的制備研究工作，成功地制備了17種單一稀土氧化物和單一稀土金屬，并提出了完整的工藝研究報(bào)告，實(shí)現(xiàn)我國(guó)稀土工業(yè)從無(wú)到有。稀土元素開(kāi)發(fā)階段（1958-1970年）2第一階段第11頁(yè)/共38頁(yè)

中國(guó)稀土工業(yè)史2稀土技術(shù)工業(yè)化階段（1971-1985年）第二階段解決了包頭稀土資源綜合利用問(wèn)題，創(chuàng)造性地提出了硫酸化焙燒-萃取法冶煉包頭稀土精礦生產(chǎn)氯化稀土工藝；攻下了南方離子型礦的分離技術(shù),建成了甘肅稀土公司、包鋼稀土高科技股份有限公司、珠江稀土冶煉廠等國(guó)內(nèi)大中型企業(yè)；研制出三基色熒光粉、釤鈷永磁合金、稀土拋光粉，并在上海躍龍化工廠等企業(yè)實(shí)現(xiàn)了規(guī)模產(chǎn)業(yè)；開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)稀土農(nóng)用技術(shù)研究的歷史先河，形成了系列化的成熟工藝。實(shí)現(xiàn)了我國(guó)稀土工業(yè)從小到大。在此階段，原國(guó)務(wù)院副總理方毅同志連續(xù)7年9次下包頭第12頁(yè)/共38頁(yè)

中國(guó)稀土工業(yè)史2稀土材料產(chǎn)業(yè)化階段（1986年至今）第三階段調(diào)整我國(guó)稀土產(chǎn)品從初級(jí)化向深加工轉(zhuǎn)型，大力開(kāi)發(fā)稀土新型材料，推動(dòng)我國(guó)稀土應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展。建成了高純稀土金屬與特種合金、稀土發(fā)光材料、稀土磁性材料、稀土能源材料、稀土生物農(nóng)用材料、精細(xì)化工材料等高技術(shù)企業(yè)，正在開(kāi)發(fā)PDP粉、超磁致伸縮材料、磁光記錄材料、稀土環(huán)境凈化材料等應(yīng)用市場(chǎng)遠(yuǎn)大的新材料。拼搏我國(guó)稀土應(yīng)用由弱到強(qiáng)第13頁(yè)/共38頁(yè)

中國(guó)稀土的地位第一生產(chǎn)大國(guó)占世界的80%第一出口大國(guó)占世界的75%第一消費(fèi)國(guó)家占世界的30%第一資源大國(guó)占世界的43%第14頁(yè)/共38頁(yè)徐光憲，83歲北京大學(xué)串級(jí)萃取理論蘇鏗，73歲長(zhǎng)春應(yīng)化所稀土化學(xué)倪嘉贊，72歲長(zhǎng)春應(yīng)化所稀土化學(xué)

中國(guó)的稀土領(lǐng)域院士2李東英，83歲有研總院稀土資源開(kāi)發(fā)張國(guó)成，73歲有研總院礦石分解王震西，61歲科學(xué)院物理所稀土永磁第15頁(yè)/共38頁(yè)

稀土應(yīng)用真精彩3稀土發(fā)光材料稀土磁性材料稀土催化材料稀土儲(chǔ)氫材料稀土生物材料稀土光學(xué)玻璃稀土應(yīng)用鋼鐵……第16頁(yè)/共38頁(yè)稀土發(fā)光材料及應(yīng)用紅、藍(lán)、綠三基色熒光粉稀土鹵化物發(fā)光材料（Y2O2S：Eu）（Y2O2S：Tb）(DyI、HoI)第17頁(yè)/共38頁(yè)稀土發(fā)光材料及應(yīng)用高效節(jié)能燈綠色照明工程第18頁(yè)/共38頁(yè)稀土發(fā)光材料及應(yīng)用彩電顯示屏第19頁(yè)/共38頁(yè)

計(jì)算機(jī)等終端顯示稀土發(fā)光材料及應(yīng)用第20頁(yè)/共38頁(yè)稀土發(fā)光材料及應(yīng)用PDP掛屏超薄電視第21頁(yè)/共38頁(yè)戶外大型建筑顯示稀土發(fā)光材料及應(yīng)用第22頁(yè)/共38頁(yè)稀土發(fā)光材料及應(yīng)用稀土長(zhǎng)余輝材料白天吸收能量，夜間發(fā)出各種顏色的光，用于夜間路標(biāo)指示等。第23頁(yè)/共38頁(yè)

稀土永磁材料稀土磁性材料及應(yīng)用

制造各類(lèi)超級(jí)永磁體，發(fā)展了三代，即1：5型釤鈷磁體SmCo5、2：17型釤鈷磁體SmCo5、

NdFeB永磁體，正在開(kāi)發(fā)SmFeN第四代永磁體。這些材料性能大大優(yōu)于傳統(tǒng)的磁體，在計(jì)算機(jī)、電機(jī)、音響器件、核磁共振等高技術(shù)領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。第24頁(yè)/共38頁(yè)

稀土磁記錄材料稀土磁性材料及應(yīng)用

在磁場(chǎng)的作用下，物質(zhì)的電磁特性會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化，使通向該物質(zhì)的光的傳輸特性隨之發(fā)生變化。利用特殊的磁光特性以及光、電、磁的相互作用和轉(zhuǎn)換，可制成各種功能的光學(xué)器件。TbFeCo是典型的磁光記錄材料，用其做成的磁光盤(pán)，可擦除重錄、存儲(chǔ)容量大。MP3第25頁(yè)/共38頁(yè)稀土催化材料及應(yīng)用汽車(chē)尾氣催化凈化器汽車(chē)尾氣成為當(dāng)今世界環(huán)境的重要污染。其主要有害成分有一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮℉C）、氮氧化合物（NO），含有稀土的催化凈化轉(zhuǎn)化器，可以將有害成分轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)害氣體，排入大氣，有效地保護(hù)我們生存的環(huán)境。

CO+O2CO2（氧化反應(yīng)）

HC+O2CO2+H2O（氧化反應(yīng)）

NO+CON2+CO2（還原反應(yīng)）

第26頁(yè)/共38頁(yè)稀土催化材料及應(yīng)用汽車(chē)尾氣催化凈化器含有稀土的催化凈化材料(CeO2-ZrO2)可精確調(diào)節(jié)空燃比，使尾氣中氧的含量適宜并恒定，同時(shí)凈化三類(lèi)有害氣體。Ce4+Ce3+氣氛中氧濃度低時(shí)氣氛中氧濃度高時(shí)O2O2第27頁(yè)/共38頁(yè)稀土貯氫材料及應(yīng)用貯氫合金為兩種特定金屬的合金，其中一種金屬（如La等）可以大量吸氫，形成穩(wěn)定的氫化物，而另一種金屬與氫的親合力小，但氫很容易在其中移動(dòng)。前者控制貯氫量，后者控制著吸放氫的可逆性，兩者合理配合，可調(diào)節(jié)合金吸放氫性能。每千克LaNi5貯氫合金可存儲(chǔ)160L的氫氣。以氧化鎳為正極、貯氫合金氫化物為負(fù)極的電池，是一種高比容量、無(wú)污染的化學(xué)氫電源，在計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話、電動(dòng)汽車(chē)等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。

第28頁(yè)/共38頁(yè)稀土生物材料及應(yīng)用用稀土浸種可增強(qiáng)作物種子中淀粉酶的活性，加速胚乳中淀粉等養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化，促進(jìn)萌發(fā)過(guò)程；植物細(xì)胞遇到逆境時(shí)，通過(guò)細(xì)胞膜外滲電解質(zhì)，影響其生長(zhǎng)，稀土可以增強(qiáng)植物在逆境條件下的細(xì)胞膜的穩(wěn)定性，提高抵抗各種逆境的能力。稀土主要在促進(jìn)農(nóng)作物的發(fā)芽、生根和促進(jìn)作物葉綠素增加以及增強(qiáng)作物抗病、抗旱、抗高溫、抗霜凍等方面有明顯的作用，從而使作物根深葉茂，干物質(zhì)增多，獲得增產(chǎn)和改善品質(zhì)第29頁(yè)/共38頁(yè)稀土生物材料及應(yīng)用轉(zhuǎn)光膜第30頁(yè)/共38頁(yè)稀土光學(xué)玻璃利用稀土元素的發(fā)光原理，制造多種稀土光學(xué)玻璃，可提高成像的質(zhì)量，廣泛應(yīng)用于航空攝影、高級(jí)照相機(jī)、攝象機(jī)、望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡等光學(xué)器件中的光學(xué)元件。由于稀土對(duì)鐵有很強(qiáng)的氧化作用，可使玻璃內(nèi)含有的大部分鐵變?yōu)椤盁o(wú)色”的三價(jià)鐵，提高玻璃的透明度，用它作為眼睛片、鏡頭等的拋光材料。第31頁(yè)/共38頁(yè)稀土元素與鋼鐵中的雜質(zhì)元素硫、氧等元素的親和力極強(qiáng)，達(dá)到凈化鋼鐵的作用，可避免雜質(zhì)對(duì)鋼鐵性能的影響；同時(shí)稀土還可以改變鋼鐵中石墨的形狀，由片狀改變?yōu)槿湎x(chóng)狀或球狀，提高鋼鐵的抗壓強(qiáng)度和抗沖擊力。原有的鑄鐵暖氣片只能承受較小的壓力，加入稀土后，可大幅提高其工作壓力，廣泛應(yīng)用于高層建筑。片狀石墨球狀石墨稀土在鋼鐵中應(yīng)用

第32頁(yè)/共38頁(yè)稀土織物染色稀土在毛、絲綢、棉、麻及合成纖維等眾多產(chǎn)品的染色取得很好的效果。第33頁(yè)/共38頁(yè)

稀土的未來(lái)不是夢(mèng)4稀土工業(yè)農(nóng)業(yè)科技軍工生活稀土的應(yīng)用全方位滲透，特別是在信息、生物、新材料、能源、空間等六大新科技群中施展