解讀稀土之“美”解讀稀土之“美”涉足稀土項目，西藏發(fā)展股價飆漲！涉足稀土項目，西藏發(fā)展股價飆漲！為什么“愛國者”導彈能比較輕易地擊落“飛毛腿”？為什么盡管美制M1和蘇制T-72坦克的主炮直射距離差距并不大，但前者卻總是能更早開火，而且打得更準？其實都是稀土“惹的禍”！“愛國者”導彈能比較輕易擊毀“飛毛腿”導彈，這得益于前者精確制導系統(tǒng)的出色工作。其制導系統(tǒng)中使用了大約4公斤的釤鈷磁體和釹鐵硼磁體用于電子束聚焦，釤、釹就是稀土元素。M1坦克能做到先敵發(fā)現(xiàn)，是因為該坦克所裝備的摻釹釔鋁石榴石激光測距機，在晴朗的白天可以達到近4000米的觀瞄距離,而T-72的激光測距機能看到2000米就算不錯。在夜間，加入稀土元素鑭的夜視儀又成為伊拉克軍隊的夢魘。為什么“愛國者”導彈能比較輕易地擊落“飛毛腿”？為什么盡管美無論是在國防還是民用領域，稀土金屬在很多關鍵技術(shù)上都有重要的用途。在航空航天和電子科技領域，稀土金屬被廣泛應用于智能炸彈、激光器、高速電子、軍用可充電電池等產(chǎn)品。而據(jù)報道，美國由于鑭、鈰、銪、釓等稀土金屬的匱乏，已經(jīng)拖延了部分重型軍事武器的生產(chǎn)周期。在民用消費領域，稀土金屬可應用于液晶顯示屏和手機。在倡導低碳經(jīng)濟的社會，稀土元素制成的“永久磁鐵”可獲得更多綠色應用，例如混合動力汽車、風力渦輪發(fā)電機、太陽能電池板等。無論是在國防還是民用領域，稀土金屬在很多關鍵技術(shù)上都有重要的一、稀土的定義三、稀土的賦存狀態(tài)特性之美自然天成美不自美因人而彰四、稀土生產(chǎn)與分離六、稀土資源的理性開發(fā)二、稀土的特性五、稀土及其化合物的應用一、稀土的定義三、稀土的賦存狀態(tài)特性之美美不一、稀土的定義稀土（RareEarth）：ⅢB族中原子序數(shù)為21、39和57～71的17種化學元素的統(tǒng)稱，簡稱RE或R。其中原子序數(shù)為57～

71的15種化學元素又統(tǒng)稱為鑭系元素。

稀土元素包括鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、镥(Lu)。

一、稀土的定義稀土（RareEart一、稀土的定義稀土元素的分組按物理、化學性質(zhì)的微小差異和稀土礦物的形成特點，以釓為界，分為輕稀土和重稀土。按照稀土金屬的分離工藝可分為三組：鈰組、鋱組和釔組，或稱為輕、中和重稀土，分界線因分離工藝不同而稍有差別鑭鈰鐠釹钷釤銪釓鋱鏑釔鈥鉺銩鐿镥LaCePrNdPmSmEuGdTbDyYHoErTmYbLu輕稀土（鈰組）重稀土（釔組）鈰組（硫酸復鹽難溶）鋱組（硫酸復鹽微溶）釔組（硫酸復鹽不溶）輕稀土（P204弱酸度萃取）中稀土(P204低酸度萃取)重稀土（P204中酸度萃?。┮?、稀土的定義稀土元素的分組按物理、化學性質(zhì)的微

f電子亞層有7個軌道，每個軌道可容納2個電子。稀土元素具有未充滿的4f電子層結(jié)構(gòu),4f軌道電子的填充出現(xiàn)兩種類型：[Xe]4fn6s2和[Xe]4fn-15d16s2，外層和次外層構(gòu)型基本相同，因此它們的化學性質(zhì)非常相近。稀土元素的性質(zhì)與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)密切相關二、稀土的特性f電子亞層有7個軌道，每個軌道可容納2個電子。稀土元稀土元素的氧化態(tài)特征

鑭系元素全部都形成穩(wěn)定的+3氧化態(tài)，同一周期連續(xù)15個元素形成同一種特征氧化態(tài)的現(xiàn)象在周期表中是絕無僅有的。非特征氧化態(tài)與它們的電子組態(tài)穩(wěn)定性有關.據(jù)洪特規(guī)則，f軌道全空、全滿或半滿時，原子或離子有特殊穩(wěn)定性，因此La3+(4f0),Gd3+(4f7)和Lu3+(4f14)等元素離子已處于穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，獲得+2和+4氧化態(tài)是相當困難的；Ce3+(4f1)和Tb3+(4f8)失去一個電子即達穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因而出現(xiàn)+4氧化態(tài)；Eu3+(4f6)和Yb3+(4f13)接受一個電子即達穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因而易出現(xiàn)+2氧化態(tài)。+4+3+2Ba2+Hf4+DyHoErTmLaCePrNdPmSmEuGdTbYbLu二、稀土的特性稀土元素的氧化態(tài)特征鑭系元素全部都形成穩(wěn)稀土離子的顏色特征

+3氧化態(tài)鑭系元素離子多數(shù)有顏色，如果陰離子為無色，在結(jié)晶鹽和水溶液中都保持鑭系離子的特征顏色。離子顏色與4f亞層中的電子躍遷有關：La3+(4f0)和Lu3+(4f14)離子為無色，因為不可能發(fā)生f-f躍遷；另一穩(wěn)定組態(tài)的離子Gd3+(4f7)和接近穩(wěn)定組態(tài)的離子Ce3+(4f1)等的吸收峰在紫外區(qū)或紅外區(qū)，因而顯示無色或淺色.Ln3+離子顏色隨f層中的未成對電子數(shù)呈周期性變化。三價離子具有fn和f14-n電子構(gòu)型時，它們的顏色相同或相近。二、稀土的特性稀土離子的顏色特征+3氧化態(tài)鑭系元素離子多稀土金屬的性質(zhì)●呈銀白色，較軟，有延展性；●化學性質(zhì)相當活潑，具較強還原性，標準電極電勢與鎂接近，性質(zhì)似堿土金屬。金屬的活潑順序由Sc—Y—La遞增，由La到Lu遞減，La最活潑。能與大多數(shù)非金屬發(fā)生反應；能與水反應生成不溶于水的氫氧化物或水合氧化物并放出氫氣；易與其它非金屬形成離子化合物；●燃點低，用于制造民用打火石和軍用發(fā)火合金；●具有吸收大量氣體的能力，用于電子工業(yè)中的吸氣材料。二、稀土的特性稀土金屬的性質(zhì)●呈銀白色，較軟，有延展性；二稀土元素的物理化學性質(zhì)稀土元素是典型的金屬元素。它們的金屬活潑性僅次于堿金屬和堿土金屬元素，而比其他金屬元素活潑。稀土元素能形成化學穩(wěn)定的氧化物、鹵化物、硫化物。稀土元素可以和氮、氫、碳、磷發(fā)生反應，易溶于鹽酸、硫酸和硝酸中。二、稀土的特性稀土元素的物理化學性質(zhì)稀土元素是典型的金屬元素。它們的金稀土元素的物理化學性質(zhì)3.稀土易和氧、硫、鉛等元素化合生成熔點高的化合物，因此在鋼水中加入稀土，可以起到凈化鋼的效果。4.稀土元素具有未充滿的4f電子層結(jié)構(gòu)，并由此而產(chǎn)生多種多樣的電子能級。因此，稀土可以作為優(yōu)良的熒光，激光和電光源材料以及彩色玻璃、陶瓷的釉料二、稀土的特性稀土元素的物理化學性質(zhì)3.稀土易和氧、硫、鉛等元素化合稀土元素的物理化學性質(zhì)5.稀土離子與羥基、偶氮基或磺酸基等形成結(jié)合物，使稀土廣泛用于印染行業(yè)。6.稀土元素具有中子俘獲截面積大的特性，如釤、銪、釓、鏑和鉺，可用作原子能反應堆的控制材料和減速劑。而鈰、釔的中子俘獲截面積小，則可作為反應堆燃料的稀釋劑。二、稀土的特性稀土元素的物理化學性質(zhì)5.稀土離子與羥基、偶氮基或磺酸稀土元素的物理化學性質(zhì)7.稀土還具有類似微量元素的性質(zhì)，可以促進農(nóng)作物的種子萌發(fā)，促進根系生長，促進植物的光合作用。8.稀土具有很大的原子磁矩，可用于制造磁性材料。稀土是一組活潑的金屬元素，由于特殊的電子排列結(jié)構(gòu)，使其具有獨特的光、電、磁等優(yōu)異性能。稀土元素組成的新材料具有優(yōu)異的使用性能，因此，稀土與當代的高科技密切相關。目前稀土應用領域遍及國防軍工和國民經(jīng)濟中13個領域，近40個行業(yè)。二、稀土的特性稀土元素的物理化學性質(zhì)7.稀土還具有類似微量元素的性質(zhì)一、稀土的定義三、稀土的賦存狀態(tài)特性之美自然天成美不自美因人而彰四、稀土生產(chǎn)與分離六、稀土資源的理性開發(fā)二、稀土的特性五、稀土及其化合物的應用一、稀土的定義三、稀土的賦存狀態(tài)特性之美美不2022/12/1三、稀土的賦存狀態(tài)稀土元素在地殼中的存在狀態(tài)稀土元素在地殼中主要以礦物形式存在，由于各元素性質(zhì)相似，所以常共生于同種礦物中，其存在狀態(tài)主要有三種：1.作為礦物的基本組成元素，以離子化合物形式賦存于礦物晶格中，這類礦物通常稱為稀土礦物。2.以類質(zhì)同晶的形式，作為礦物的雜質(zhì)元素，分散于造巖礦物和稀有金屬礦物中，這類礦物可稱為含有稀土元素的礦物。如：分散在方解石、磷灰石等礦物中。3.呈離子狀態(tài)被吸附于某些礦物的表面或顆粒間，這類礦物主要是各種粘土礦物、云母類礦物。有代表性的稀土礦物名稱主要化學組成說明獨居石(Ln,Th)PO4Ln主要代表

La,Ce

等輕稀土元素氟碳鈰鑭礦LnCO3FLn主要代表

La,Ce

等輕稀土元素磷釔礦YPO4除YPO4外，還含有重鑭系元素磷酸鹽2022/12/1三、稀土的賦存狀態(tài)稀土元素2022/12/1三、稀土的賦存狀態(tài)稀土資源在世界的分布狀態(tài)稀土元素在地殼中的絕對豐度并不稀少，比銅、鉛、鋅、銀等常見金屬還要高，但是分布分散，具有開采價值的稀土礦床在世界上的分布不均勻，主要集中在中國、美國、澳大利亞、印度、加拿大、南非、巴西等國家，其中中國的占有率最高。

《世界稀土經(jīng)濟》（第11版，2001）

美國聯(lián)邦地質(zhì)調(diào)查局公開資料顯示，截止2009年中國儲量降至36%2022/12/1三、稀土的賦存狀態(tài)稀土資源2022/12/119三、稀土的賦存狀態(tài)稀土資源在世界的分布狀態(tài)稀土元素在地殼中的絕對豐度并不稀少，比銅、鉛、鋅、銀等常見金屬還要高，但是分布分散，具有開采價值的稀土礦床在世界上的分布不均勻，主要集中在中國、美國、澳大利亞、印度、加拿大、南非、巴西等國家，其中中國的占有率最高。稀土最重要的礦床是碳酸鹽和磷酸鹽礦床。碳酸鹽礦床主要出現(xiàn)在美國的加利福尼亞、南非和我國的內(nèi)蒙古自治區(qū)。磷酸鹽礦床主要出現(xiàn)在澳大利亞、巴西、印度、南非和美國等。2022/12/119三、稀土的賦存狀態(tài)稀土20三、稀土的賦存狀態(tài)稀土資源在中國的分布狀態(tài)我國稀土資源儲量居世界首位，礦種和稀土元素齊全，品位高，礦點分布合理。主要礦種有氟碳鈰礦、離子吸附礦、獨居石礦和磷釔精礦。稀土資源分布南北差異明顯，呈現(xiàn)“北輕南重”的特點。重稀土儲量是輕稀土的百分之一都不到，但重稀土應用于尖端軍事、電池材料、催化劑、LED熒光粉等領域，其作用幾乎無可替代。中國重稀土資源具有獨一無二性，因此成為資源爭奪的焦點。20三、稀土的賦存狀態(tài)稀土資源在中國的分布狀21三、稀土的賦存狀態(tài)稀土資源在中國的分布狀態(tài)內(nèi)蒙古包頭的白云鄂博礦是世界上最大的鐵、稀土、鈮等元素共生礦床，以輕稀土為主，稀土是隨鐵采選出的副產(chǎn)品，產(chǎn)量大，生產(chǎn)成本低，而且衫、銪、釹含量較高，以白云鄂博稀土礦、四川冕寧氟碳鈰輕稀土礦以及山東微山稀土礦為主，形成了中國的輕稀土陣營。21三、稀土的賦存狀態(tài)稀土資源在中國的分布狀22三、稀土的賦存狀態(tài)稀土資源在中國的分布狀態(tài)分布于我國江西、廣東、福建、湖南、廣西等南方省份的離子型稀土礦則是我國特有的稀土礦種，是花崗巖風化礦床，易開采，組份好，是提取中、重稀土的理想礦源，占全球中、重稀土資源總量的90%。另外，在江西、湖南、湖北還有豐富的獨居石礦，使南方的稀土資源形成了資源互補。22三、稀土的賦存狀態(tài)稀土資源在中國的分布狀23三、稀土的賦存狀態(tài)稀土資源在中國的分布狀態(tài)

包頭白云鄂博稀土礦和包鋼稀土高科同屬于包鋼集團。白云鄂博稀土礦與鐵共生，主要稀土礦物有氟碳鈰礦和獨居石，其比例為3∶1，都達到了稀土回收品位，故稱混合礦，為世界第一稀土礦。鄂博礦的稀土礦總工業(yè)儲量為3300萬噸，占全國的91.6%。該礦山含礦物172種，是世界上含礦物種類最多的礦山。中國作為目前世界上稀土資源最豐富的國家，滿足了全球稀土需求的90%。而這其中占全國總產(chǎn)55%以上的，正是來自于包頭白云鄂博稀土礦。23三、稀土的賦存狀態(tài)稀土資源在中國的分布狀24三、稀土的賦存狀態(tài)稀土資源在中國的分布狀態(tài)四川冕寧地區(qū)是中國僅次于包頭的第二大稀土資源供應地，也是世界第二大稀土資源供應地。工業(yè)儲量近100萬噸，以氟碳飾礦為主，伴生重晶石等，組成相對簡單，是易選的稀土礦。2008年6月，江銅以4.3億元的高價一舉奪得了四川冕寧牦牛坪稀土礦2.94平方公里的采礦權(quán)，并注冊成立了四川江銅稀土有限責任公司，圖謀獲得更多的稀土分割，獨占四川稀土資源。24三、稀土的賦存狀態(tài)稀土資源在中國的分布狀25三、稀土的賦存狀態(tài)稀土資源在中國的分布狀態(tài)南嶺地區(qū)的離子吸附型中稀土、重稀土礦由于易采、易提取的突出特點，已成為我國重要的中、重稀土生產(chǎn)基地。世界上，除了最近日本在越南已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了與中國重稀土礦區(qū)有相同的地質(zhì)、氣候條件地區(qū)被認為有可能藏有重稀土礦之外，重稀土幾乎是中國南方獨有，分布在江西、廣東、廣西、福建。而以目前開采速度，中國南方的重稀土只能開采30年。25三、稀土的賦存狀態(tài)稀土資源在中國的分布狀一、稀土的定義三、稀土的賦存狀態(tài)特性之美自然天成美不自美因人而彰四、稀土生產(chǎn)與分離六、稀土資源的理性開發(fā)二、稀土的特性五、稀土及其化合物的應用一、稀土的定義三、稀土的賦存狀態(tài)特性之美美不四、稀土生產(chǎn)與分離1.輻射選礦法2.重力選礦法3.磁選分離法4.浮選法5.電選法6.化學選礦法采礦選礦冶煉、分離初級產(chǎn)品四、稀土生產(chǎn)與分離1.輻射選礦法采礦選礦冶四、稀土生產(chǎn)與分離

1.輻射選礦法2.重力選礦法3.磁選分離法4.浮選法5.電選法6.化學選礦法主要利用礦石中稀土礦物與脈石礦物中釷含量的不同，采用γ－射線輻射選礦機，使稀土礦物與脈石礦物分開。輻射選礦法多用于稀土礦石的預選。目前，這種方法在工業(yè)上未廣泛采用。采礦選礦冶煉、分離初級產(chǎn)品四、稀土生產(chǎn)與分離1.輻射選礦法四、稀土生產(chǎn)與分離1.輻射選礦法2.重力選礦法3.磁選分離法4.浮選法5.電選法6.化學選礦法利用稀土礦物與脈石礦物密度的不同進行分選。常用的重選設備有圓錐選礦機，螺旋選礦機機、搖床等。采用重選主要使稀土礦物與密度低的石英，方解石等脈石礦物分離，以達到預先富集或者獲得稀土精礦的目的。重選廣泛用于海濱砂礦的生產(chǎn)；在稀土脈礦的選礦中有時也用來作為預先富集的手段。采礦選礦冶煉、分離初級產(chǎn)品四、稀土生產(chǎn)與分離1.輻射選礦法四、稀土生產(chǎn)與分離1.輻射選礦法2.重力選礦法3.磁選分離法4.浮選法5.電選法6.化學選礦法

有些稀土礦物具有弱磁性：可利用它們與伴生脈石及其他礦物比磁化系數(shù)的不同，采用不同磁場強度的磁選機使稀土礦物與其他礦物分離?？刹捎萌醮胚x使鈦鐵礦與獨居石分離；也可采用強磁選使獨居石與鋯英石、石英等礦物分離。在稀土脈礦的選礦中，為了簡化浮選流程和節(jié)省浮選藥劑，有時也采用強磁選使稀土礦物預先富集。隨著強磁技術(shù)的不斷發(fā)展，強磁選將越來越廣泛地用于稀士礦的選礦流程之中。采礦選礦冶煉、分離初級產(chǎn)品四、稀土生產(chǎn)與分離1.輻射選礦法四、稀土生產(chǎn)與分離1.輻射選礦法

2.重力選礦法3.磁選分離法

4.浮選法5.電選法6.化學選礦法利用稀土礦物與件生礦物表面物理化學性質(zhì)的差別，采用浮選法使之與伴生脈石及基他礦物分離而獲得精礦，是目前稀土脈礦生產(chǎn)中廣泛采用的主要選礦方法。在海濱砂礦的生產(chǎn)中，在用重選獲得重砂之后，也常常采用浮選法從重砂中獲得稀土精礦。采礦選礦冶煉、分離初級產(chǎn)品四、稀土生產(chǎn)與分離1.輻射選礦法四、稀土生產(chǎn)與分離采礦選礦冶煉、分離初級產(chǎn)品1.輻射選礦法

2.重力選礦法3.磁選分離法4.浮選法5.電選法6.化學選礦法稀土礦物屬于非良導體，可利用其導電性能與伴生礦物有所不同，采用電選法使之與導電性好的礦物進行分離。電選常用于海濱砂礦重砂的精選作業(yè)。四、稀土生產(chǎn)與分離采礦選礦冶煉、分離初級產(chǎn)品四、稀土生產(chǎn)與分離采礦選礦冶煉、分離初級產(chǎn)品1.輻射選礦法2.重力選礦法3.磁選分離法4.浮選法5.電選法6.化學選礦法對于以離子形態(tài)吸附在高嶺土或粘土上的稀土礦床，可充分利用稀土離子易溶干氯化鈉或硫酸銨等強電解質(zhì)溶液中的特點，采取先浸出而后沉淀的化學選礦方法予以回收。對于易溶于酸或在高溫下發(fā)生相變的氟碳酸鹽稀土礦物，可先采用浮選方法預先富集，隨后采用化學選礦方法提純。四、稀土生產(chǎn)與分離采礦選礦冶煉、分離初級產(chǎn)品四、稀土生產(chǎn)與分離采礦選礦冶煉、分離初級產(chǎn)品1.濕法冶金

全流程大多處于溶液、溶劑之中，如稀土精礦的分解、稀土氧化物、稀土化合物、單一稀土金屬的分離和提取等過程。主要包括分步沉淀、離子交換、溶劑萃取等化學分離方法。

2.火法冶金在高溫條件下進行，工藝過程簡單，生產(chǎn)率較高，主要包括硅熱還原法制取稀土合金，熔鹽電解法制取稀土金屬或合金，金屬熱還原法制取稀土合金等。

四、稀土生產(chǎn)與分離采礦選礦冶煉、分離初級產(chǎn)品四、稀土生產(chǎn)與分離1.濕法冶金——分步沉淀法

分步法沉淀法是利用化合物在溶劑中溶解的難易程度（溶解度）差別進行分離和提純。分步析出溶解濃縮加熱

因為稀土元素之間的溶解度差別很小，必須重復操作多次才能將兩種稀土元素分離開。此方法不能大量生產(chǎn)單一稀土。四、稀土生產(chǎn)與分離1.濕法冶金——分步沉淀法四、稀土生產(chǎn)與分離1.濕法冶金——離子交換法

稀土解吸附稀土溶液稀土絡合物交換樹脂配合劑溶液Ln3+(ag)+3RSO3H

(RSO3)3Ln+3H+(ag)

多用強酸性陽離子交換樹脂（R－SO3H）：

稀土離子與樹脂基團之間的作用其電荷和離子的水合半徑有關。四、稀土生產(chǎn)與分離1.濕法冶金——離子交換法四、稀土生產(chǎn)與分離1.濕法冶金——離子交換法

稀土解吸附稀土溶液稀土絡合物交換樹脂淋洗液

淋洗液通常是含有配合劑的溶液（如EDTA、檸檬酸、乙酸銨、蘋果酸等）。利用配合劑與Ln3+形成配合物的能力不同，可以使稀土離子陸續(xù)解吸，從而達到有效分離。優(yōu)點：一次操作可以分離多個元素，產(chǎn)品純度高；缺點：不能連續(xù)處理，一次操作周期長，成本高。

四、稀土生產(chǎn)與分離1.濕法冶金——離子交換法四、稀土生產(chǎn)與分離1.濕法冶金——溶劑萃取法

指含有多種稀土離子的水溶液與互不混溶的有機溶劑接觸，借助于萃取劑的作用，使一種或幾種稀土離子進入有機相，而其他組分仍留在水相，從而達到分離的目的。反萃取萃取洗滌萃取劑一般分為三類：酸性萃取劑，如P204（酸性磷酸酯）；中性萃取劑，如TBP（磷酸三丁酯）；離子締合萃取劑，如胺類。四、稀土生產(chǎn)與分離1.濕法冶金——溶劑萃取法四、稀土生產(chǎn)與分離1.濕法冶金——溶劑萃取法

優(yōu)點：分離效果好、生產(chǎn)能力大、便于快速連續(xù)生產(chǎn)、易于實現(xiàn)自動控制。Ce(NO3)62－

Ln3+

TBP

HNO38~15mol?L－1

水層：Ln3+

TBP層：H2Ce(NO3)6

H2O2

TBP層水層Ce3+

四、稀土生產(chǎn)與分離1.濕法冶金——溶劑萃取法四、稀土生產(chǎn)與分離1.火法冶金——熔鹽電解法

該法用于制取大量混合稀土金屬或單一稀土金屬，通過電流密度、電解槽溫度及電解液組成等條件控制，使電解在析出稀土金屬的范圍進行。如果原料為混合的稀土離子，電解產(chǎn)物為混合稀土金屬；如果原料為單一稀土離子，則電解產(chǎn)物也是單一稀土金屬。

電解RECl3的電極反應式為：陰極RE3++3e-→RE陽極Cl-→1/2Cl2+e-四、稀土生產(chǎn)與分離1.火法冶金——熔鹽電解法四、稀土生產(chǎn)與分離1.火法冶金——熔鹽電解法

氧化物-氟化物熔鹽體系的電解是利用稀土氧化物溶解在氟化物（助熔劑）中進行電解反應式為：陰極RE3++3e-→RE陽極O2-

+C→CO+2e-2O2-+C→CO2+4e-2O2-→O2+4e-陽極上可有CO，CO2及O2氣放出。陰極上析出稀土金屬。

四、稀土生產(chǎn)與分離1.火法冶金——熔鹽電解法四、稀土生產(chǎn)與分離1.火法冶金——金屬熱還原法

用金屬Ca還原輕稀土金屬（La、Ce、Pr、Nd等）的氯化物，用來制備輕稀土金屬：

2RECl3+3Ca→2RE+3CaCl2

用金屬Ca還原重稀土金屬（Tb、Dy、Y、Ho、Er、Tm、Yb等）的氟化物，用來制備重稀土金屬：

2REF3+3Ca→2RE+3CaF2除用金屬Ca做還原劑外，也可用金屬Ba或Mg做還原劑，稀土鹵化物也可以用溴化物作原料。用金屬熱還原法制得的稀土金屬，不同程度的含有各種雜質(zhì)，還需進一步提純。四、稀土生產(chǎn)與分離1.火法冶金——金屬熱還原四、稀土生產(chǎn)與分離采礦選礦冶煉、分離初級產(chǎn)品單一和混合的稀土氧化物、稀土金屬及其合金、單一及混合稀土鹽類等高純稀土產(chǎn)品、稀土永磁體、稀土熒光粉、稀土拋光粉、稀土微肥、稀土激光晶體、稀土貯氫材料等應用產(chǎn)品四、稀土生產(chǎn)與分離采礦選礦冶煉、分離初級產(chǎn)品單一、稀土的定義三、稀土的賦存狀態(tài)特性之美自然天成美不自美因人而彰四、稀土生產(chǎn)與分離六、稀土資源的理性開發(fā)二、稀土的特性五、稀土及其化合物的應用一、稀土的定義三、稀土的賦存狀態(tài)特性之美美不五、稀土及其化合物的應用稀土元素被稱為“工業(yè)味精”和“二十一世紀高科技和功能材料寶庫”，美國、日本等發(fā)達國家都將稀土作為戰(zhàn)略金屬元素，給予高度重視。稀土元素性質(zhì)活潑，不作為結(jié)構(gòu)材料使用，而是將其制成各種特殊功能材料或改性劑應用。

現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，對材料提出了各種新要求，稀土元素的應用也深入到現(xiàn)代科學技術(shù)的各個領域。目前，稀土已廣泛應用于冶金、石油、化工、材料、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等數(shù)十個行業(yè)。五、稀土及其化合物的應用稀土元素被稱為“工業(yè)味精”和五、稀土及其化合物的應用稀土應用冶金、機械在石油裂化工業(yè)中，稀土分子作為篩裂化催化劑，活性高、選擇性好、汽油的生產(chǎn)率高?？梢杂糜谑土鸦?、合成橡膠等工業(yè)。近來，科學家正致力于研究用稀土金屬作為汽車尾氣凈化的催化劑。有三個應用：玻璃著色、玻璃脫色和制備特種性能的玻璃。釹玻璃為粉紅色并帶有紫色光澤、鐠玻璃為綠色(制造濾光片)等；二氧化鈰可將玻璃中呈黃綠色的二價鐵氧化為三價而脫色，還可以加入氧化釹進行物理脫色；稀土特種玻璃有防輻射玻璃(鈰玻璃)、光學玻璃(鑭玻璃)。稀土可以加入陶瓷和瓷釉中，減少釉破裂并使其具有光澤。但更主要用做陶瓷的顏料，可使陶瓷的顏色更柔和、純正，色調(diào)新穎，光潔度好。稀土氧化物還可以制造耐高溫透明陶瓷(應用于激光等領域)、耐高溫坩堝(應用于冶金)。稀土在冶金工業(yè)中應用量很大，約占稀土總用量的1/3；鋼水中加入稀土，可起脫硫脫氧改變夾雜物形態(tài)作用，有效提高鋼材的強度、韌性、抗腐蝕性和耐磨性。我國的武鋼、寶鋼、包鋼、上鋼一廠均生產(chǎn)稀土鋼，年產(chǎn)稀土鋼約100萬噸；將稀土金屬制成稀土鎂硅鐵合金，作為改性劑用來生產(chǎn)球墨鑄鐵，鑄件。鑄件強度、塑性和韌性得到很大提高；稀土有色合金應用最多的是鋁、鎂、銅三個系列。石油化工玻璃工業(yè)陶瓷工業(yè)五、稀土及其化合物的應用稀土應用冶金、機械在石油裂化工業(yè)中五、稀土及其化合物的應用稀土應用稀土發(fā)光材料（1）顯示用材料，包括陰極射線管（CRT）用熒光粉、投影管用熒光粉、等離子顯示（PDP）用熒光粉、場發(fā)射顯示（FED）用熒光粉等；

（2）照明用材料，包括稀土三基色熒光粉、白光發(fā)光二極管（白光LED）用熒光粉、稀土鹵化物發(fā)光材料等；

（3）特種發(fā)光材料，包括稀土長余輝熒光粉、X射線增感屏用熒光粉、上轉(zhuǎn)換熒光粉等。稀土發(fā)光材料在未來5-10年內(nèi)極可能在等離子顯示、場發(fā)射顯示、有機電致發(fā)光、背投彩電等方面有好的應用前景。稀土永磁材料稀土超導材料稀土儲氫材料五、稀土及其化合物的應用稀土應用稀土發(fā)光材料（1）顯示用材料五、稀土及其化合物的應用稀土應用稀土發(fā)光材料我國年產(chǎn)各種稀土熒光粉5千多噸。從1995年至今，我國稀土熒光粉的產(chǎn)量平均年增長率在30％以上。年產(chǎn)彩電熒光粉1650噸，燈用熒光粉約1900噸，長余輝熒光粉690噸，三基色熒光燈產(chǎn)量達到12億支以上。我們可以自豪地說：世界上90％以上的彩色電視機熒屏所使用的紅色熒光粉都是采用中國的高純氧化銪，氧化釔制作供給的。稀土永磁材料稀土超導材料稀土儲氫材料五、稀土及其化合物的應用稀土應用稀土發(fā)光材料我國年產(chǎn)各種稀土五、稀土及其化合物的應用稀土應用稀土發(fā)光材料稀土永磁材料稀土超導材料稀土儲氫材料稀土永磁材料是釤、釹混合稀土金屬與過渡金屬（如鈷、鐵等）組成的合金，用粉末冶金方法壓型燒結(jié)，經(jīng)磁場充磁后制得的一種磁性材料。分釤鈷（SmCo）永磁體和釹鐵硼（NdFeB）系永磁體。目前已應用于一般電機、大電機如磁力泵、磁選設備、永磁吊車、家用電器、醫(yī)療器械、軍事技術(shù)等方面。它的應用水平己成為衡量一個國家綜合實力的重要標志，是現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的基石之一。由于稀土永磁材料主要組份金屬釹有90％是產(chǎn)在中國，中國將成為世界稀土永磁材料的供應基地，稀土永磁材料工業(yè)將會成為我國的強勢工業(yè)。五、稀土及其化合物的應用稀土應用稀土發(fā)光材料稀土永磁材料稀土五、稀土及其化合物的應用稀土應用稀土發(fā)光材料稀土永磁材料稀土超導材料稀土儲氫材料當某種材料在低于某一溫度時，出現(xiàn)電阻為零的現(xiàn)象即超導現(xiàn)象，該溫度即是臨界溫度（Tc）。超導體是一種抗磁體，低于臨界溫度時，超導體排斥任何試圖施加于它的磁場，在超導材料中添加稀土可以使臨界溫度大大提高，一般可達70～90K，從而使超導材料在價廉易得的液氮中使用，這就大大地推動了超導材料的研制和應用的發(fā)展。稀土超導體可用于采礦、電子工業(yè)、電力及傳輸、醫(yī)療設備、懸浮列車及能源等許多領域。高溫超導體將是稀土非常大的潛在市場。五、稀土及其化合物的應用稀土應用稀土發(fā)光材料稀土永磁材料稀土五、稀土及其化合物的應用稀土應用稀土發(fā)光材料稀土永磁材料稀土超導材料稀土儲氫材料在稀土金屬中加入某些第二種金屬形成合金后，在較低溫度下也可吸放氫氣，通常將這種合金稱為貯氫合金。其應用領域已擴大到能源、化工、電子、宇航、軍事及民用各個方面。稀土貯氫材料最重要的應用是鎳氫電池和燃料電池。鎳氫電池具有能量密度高、功率密度高、可快速充放電、循環(huán)壽命長、無記憶效應、無污染等特點，被稱為綠色電池。

燃料電池是利用氫能的最有希望的體系之一，2010年全球消費儲氫合金約4萬噸，主要用于混合型電動車。五、稀土及其化合物的應用稀土應用稀土發(fā)光材料稀土永磁材料稀土一、稀土的定義三、稀土的賦存狀態(tài)特性之美自然天成美不自美因人而彰四、稀土生產(chǎn)與分離六、稀土資源的理性開發(fā)二、稀土的特性五、稀土及其化合物的應用一、稀土的定義三、稀土的賦存狀態(tài)特性之美美不六、稀土資源的理性開發(fā)稀土的重要作用越來越得到世界各國的廣泛關注和高度重視。隨著全球產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐加快和以信息技術(shù)為主要代表的科技革命迅猛發(fā)展，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景將更加廣闊，稀土作為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)支撐性原材料的重要作用必將更加凸顯，中國稀土工業(yè)的發(fā)展必將迎來更多的機遇和挑戰(zhàn)。然而理性分析我國稀土產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，還存在很多方面的問題需要引起重視。六、稀土資源的理性開發(fā)稀土的重要我國稀土產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀宏觀管理問題1.還未建立適應市場經(jīng)濟體制的管理機制由于歷史原因，我國稀土有關企業(yè)均隸屬于不同部門和不同地方，客觀形成條塊分割的體制，給整個行業(yè)工作安排造成一定困難。隨著我國經(jīng)濟體制改革的不斷深入，條塊分割的體制得到了較有效地治理，但塊與塊之間的關系和經(jīng)濟利益仍然不好協(xié)調(diào)。2.競爭無序，市場管理有待改善表現(xiàn)方式就是各家壓價競銷，賣價越來越低。氧化釹在市場好的時候能賣到20萬，而在市場不好時只能賣到3、4萬。雖然，政府部門也采取過一系列的行政管理措施，在特定時段也收到了一些效果。但是隨著時間的推移，總會出現(xiàn)各種各樣的應對政府管理的措施。行業(yè)問題企業(yè)自身問題六、稀土資源的理性開發(fā)我國稀土產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀宏觀管理問題1.還未建立適應市場經(jīng)濟體制的宏觀管理問題3.出口管理不善，函待加強我國稀土出口一直是多頭對外，國內(nèi)企業(yè)為了搶占國際市場，互相低價競銷，造成企業(yè)利潤大幅度降低，甚至部分產(chǎn)品出現(xiàn)虧損，國外企業(yè)卻從中獲利。針對這種情況，我國政府采取了一些相應措施，如1999年開始實行稀土出口配額管理，試圖整治散亂，限低促高。然而，6年來的實踐證明配額的發(fā)放政策存在一些問題，沒有達到預期的效果。有些單位有配額卻無銷售客戶，將配額有價轉(zhuǎn)讓或有償使用。這些問題給國內(nèi)的生產(chǎn)企業(yè)造成較大負面影響，形不成統(tǒng)一對外，起不到控制市場價格的作用，而且為滋生腐敗制造了溫床。行業(yè)問題企業(yè)自身問題六、稀土資源的理性開發(fā)我國稀土產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀宏觀管理問題3.出口管理不善，函待加強行業(yè)問題宏觀管理問題行業(yè)問題企業(yè)自身問題六、稀土資源的理性開發(fā)1.資源浪費嚴重江西、廣東等南方五省的離子型稀土資源，資源利用率不足30%。四川省冕寧縣是我國第二大稀土資源產(chǎn)地，選礦裝備和工藝粗放，選礦回收率一般不足50%，也嚴重存在亂采濫挖現(xiàn)象。包頭稀土資源是世界第一大稀土資源，生產(chǎn)是最為現(xiàn)代化的，相對而言資源保護問題解決得較好。目前包頭回收利用的稀土不足礦山開采量的10%，另90%以上的資源進入尾礦壩，得到了保護性堆存。但尾礦沒有進行分流分堆，給今后的二次開采帶來不應有的麻煩。我國稀土產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀宏觀管理問題行業(yè)問題企業(yè)自身問題六、稀土資源宏觀管理問題行業(yè)問題企業(yè)自身問題六、稀土資源的理性開發(fā)2.環(huán)境污染問題嚴重南方地區(qū)采用池浸工藝嚴重破壞生態(tài)環(huán)境，每開采1噸稀土氧化物要破壞160一200平方米地表植被，要剝離表面和出池尾砂達1000一1600立方米。稀土焙燒、冶煉和電解系統(tǒng)會排出大量有毒、有害廢氣，稀土濕法冶煉會產(chǎn)生大量廢水含有氨氮、硫酸根、氯離子和放射性污染物質(zhì)，此外一些處理獨居石的稀土廠，存在含微量放射性元素的廢渣，需要按規(guī)定存入放射性貯存庫。而我國稀土冶煉廠發(fā)展初期技術(shù)起點低，環(huán)保意識不強，治理欠賬多。國家試圖以環(huán)境保護優(yōu)化經(jīng)濟發(fā)展，以污染減排倒逼產(chǎn)業(yè)升級和促進行業(yè)規(guī)范，2011年1月18日環(huán)保部批準特制定了《稀土工業(yè)污染物排放標準》，將從2011年10月1日起實施，高標準對稀土行業(yè)廢水、廢氣和放射性物質(zhì)的排放控制等都作了明確規(guī)定。我國稀土產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀宏觀管理問題行業(yè)問題企業(yè)自身問題六、稀土資源宏觀管理問題行業(yè)問題企業(yè)自身問題六、稀土資源的理性開發(fā)3.產(chǎn)銷失衡，出口產(chǎn)品價格下滑隨著稀土功能材料的需求增加，稀土產(chǎn)品價格看好。但由于受利益驅(qū)動和進入門檻較低的原因，造成稀土礦亂挖、生產(chǎn)企業(yè)低水平重復亂建、產(chǎn)品無序出口的“三亂”局面。當前國外對稀土的年需求量為9萬噸左右，國內(nèi)的年需求量僅為3萬噸，而且國內(nèi)產(chǎn)量遠大于全球的需求量，過大的開采和分離能力導致稀土產(chǎn)銷失衡，加之稀土產(chǎn)業(yè)國際依賴性較強，產(chǎn)品積壓，企業(yè)之間惡性競爭，出口平均價格嚴重下滑，經(jīng)濟效益銳減。我國稀土產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀宏觀管理問題行業(yè)問題企業(yè)自身問題六、稀土資源宏觀管理問題行業(yè)問題企業(yè)自身問題六、稀土資源的理性開發(fā)4.應用研究滯后，亟待開發(fā)我國目前已經(jīng)成為世界最大稀土出口國，但不是最大的稀土消費國，稀土應用技術(shù)含量明顯偏低，跟蹤仿制多，自主創(chuàng)新少，缺乏具有自主知識產(chǎn)權(quán)的成果和拳頭產(chǎn)品。低檔產(chǎn)品供過于求，高檔產(chǎn)品難于滿足市場的需求。企業(yè)技改僅局限于產(chǎn)能的擴大，對產(chǎn)品升級換代重視不夠。尤其是在高技術(shù)、新材料中我們幾乎沒有屬于自己知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品和生產(chǎn)技術(shù)。致使一些掌握了生產(chǎn)技術(shù)的產(chǎn)品也進不了市場，而且進了國內(nèi)市場也進不了國際市場。稀土永磁材料的出口銷售就是最典型的例子，出口必須購買國外的專利許可證，致使受到擁有知識產(chǎn)權(quán)的日、美企業(yè)的高額盤剝。我國稀土產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀宏觀管理問題行業(yè)問題企業(yè)自身問題六、稀土資源宏觀管理問題行業(yè)問題企業(yè)自身問題六、稀土資源的理性開發(fā)1.多數(shù)企業(yè)未形成規(guī)模，小企業(yè)多，分散性大目前我國稀土行業(yè)存在“多、散、小、亂”的局面。企業(yè)總數(shù)過多，但是生產(chǎn)規(guī)模過小，經(jīng)濟成份復雜。稀土行業(yè)整合重組走集約化發(fā)展道路勢在必行。國家將通過稀土產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略性改組，形成合理的的經(jīng)濟規(guī)模，發(fā)展一批實力雄厚的大企業(yè)或企業(yè)集團，創(chuàng)造了進行資產(chǎn)重組，資源的優(yōu)化配置，實現(xiàn)專業(yè)化分工、集團化經(jīng)營，走聯(lián)合發(fā)展道路的機遇。在全國將逐漸形成若干個具有稀土產(chǎn)品優(yōu)勢，經(jīng)濟實力雄厚，專業(yè)化強的有國際競爭力的集團。目前我國稀土版圖已基本形成三足鼎立之勢，即以包頭為大本營的包鋼稀土占領的整個北方勢力范圍；五礦集團以湖南、江西為據(jù)點坐北朝南的擴張；第三個就是江西銅業(yè)西行，在四川省內(nèi)圖謀更多的稀土分割。我國稀土產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀宏觀管理問題行業(yè)問題企業(yè)自身問題六、稀土資源宏觀管理問題行業(yè)問題企業(yè)自身問題六、稀土資源的理性開發(fā)2.企業(yè)盲目生產(chǎn)，產(chǎn)銷存在結(jié)構(gòu)性失衡有些稀土產(chǎn)品是聯(lián)產(chǎn)品，在生產(chǎn)某種產(chǎn)品時就同時成比例地生產(chǎn)出其他產(chǎn)品，而各單一稀土產(chǎn)品消費存在嚴重失衡。如南方離子礦中的鋱、鏑、镥、銪、釹含量少，產(chǎn)量少，但需求量，而釔的含量高、用量少，產(chǎn)量大；北方礦中的銪、釹、鐠、鑭的銷路較好，但其聯(lián)產(chǎn)品鈰的產(chǎn)量大而需求少，導致銷不出去。有些廠家為追求個別產(chǎn)品的利潤，盲目擴大分離能力，加劇了鈰、釔、釓、釤等產(chǎn)品的庫存積壓。3.人才缺乏，管理落后我國稀土行業(yè)民營企業(yè)較多，像其他行業(yè)一樣，普遍存在著人才缺乏，管理落后，內(nèi)部規(guī)章制度不健全，浪費現(xiàn)象嚴重的問題。影響企業(yè)的盈利能力和可持續(xù)發(fā)展能力。我國稀土產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀宏觀管理問題行業(yè)問題企業(yè)自身問題六、稀土資源六、稀土資源的理性開發(fā)稀土是21世紀的朝陽產(chǎn)業(yè)，是我國獨具特色的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，與高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)關聯(lián)度密切，市場全球化特點突出，其后續(xù)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展空間廣闊，只有堅定地沿著全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展的方向前進，我國稀土產(chǎn)業(yè)才會走上良性發(fā)展的軌道。六、稀土資源的理性開發(fā)稀土是21解讀稀土之“美”解讀稀土之“美”解讀稀土之“美”解讀稀土之“美”涉足稀土項目，西藏發(fā)展股價飆漲！涉足稀土項目，西藏發(fā)展股價飆漲！為什么“愛國者”導彈能比較輕易地擊落“飛毛腿”？為什么盡管美制M1和蘇制T-72坦克的主炮直射距離差距并不大，但前者卻總是能更早開火，而且打得更準？其實都是稀土“惹的禍”！“愛國者”導彈能比較輕易擊毀“飛毛腿”導彈，這得益于前者精確制導系統(tǒng)的出色工作。其制導系統(tǒng)中使用了大約4公斤的釤鈷磁體和釹鐵硼磁體用于電子束聚焦，釤、釹就是稀土元素。M1坦克能做到先敵發(fā)現(xiàn)，是因為該坦克所裝備的摻釹釔鋁石榴石激光測距機，在晴朗的白天可以達到近4000米的觀瞄距離,而T-72的激光測距機能看到2000米就算不錯。在夜間，加入稀土元素鑭的夜視儀又成為伊拉克軍隊的夢魘。為什么“愛國者”導彈能比較輕易地擊落“飛毛腿”？為什么盡管美無論是在國防還是民用領域，稀土金屬在很多關鍵技術(shù)上都有重要的用途。在航空航天和電子科技領域，稀土金屬被廣泛應用于智能炸彈、激光器、高速電子、軍用可充電電池等產(chǎn)品。而據(jù)報道，美國由于鑭、鈰、銪、釓等稀土金屬的匱乏，已經(jīng)拖延了部分重型軍事武器的生產(chǎn)周期。在民用消費領域，稀土金屬可應用于液晶顯示屏和手機。在倡導低碳經(jīng)濟的社會，稀土元素制成的“永久磁鐵”可獲得更多綠色應用，例如混合動力汽車、風力渦輪發(fā)電機、太陽能電池板等。無論是在國防還是民用領域，稀土金屬在很多關鍵技術(shù)上都有重要的一、稀土的定義三、稀土的賦存狀態(tài)特性之美自然天成美不自美因人而彰四、稀土生產(chǎn)與分離六、稀土資源的理性開發(fā)二、稀土的特性五、稀土及其化合物的應用一、稀土的定義三、稀土的賦存狀態(tài)特性之美美不一、稀土的定義稀土（RareEarth）：ⅢB族中原子序數(shù)為21、39和57～71的17種化學元素的統(tǒng)稱，簡稱RE或R。其中原子序數(shù)為57～

71的15種化學元素又統(tǒng)稱為鑭系元素。

稀土元素包括鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、镥(Lu)。

一、稀土的定義稀土（RareEart一、稀土的定義稀土元素的分組按物理、化學性質(zhì)的微小差異和稀土礦物的形成特點，以釓為界，分為輕稀土和重稀土。按照稀土金屬的分離工藝可分為三組：鈰組、鋱組和釔組，或稱為輕、中和重稀土，分界線因分離工藝不同而稍有差別鑭鈰鐠釹钷釤銪釓鋱鏑釔鈥鉺銩鐿镥LaCePrNdPmSmEuGdTbDyYHoErTmYbLu輕稀土（鈰組）重稀土（釔組）鈰組（硫酸復鹽難溶）鋱組（硫酸復鹽微溶）釔組（硫酸復鹽不溶）輕稀土（P204弱酸度萃取）中稀土(P204低酸度萃取)重稀土（P204中酸度萃取）一、稀土的定義稀土元素的分組按物理、化學性質(zhì)的微

f電子亞層有7個軌道，每個軌道可容納2個電子。稀土元素具有未充滿的4f電子層結(jié)構(gòu),4f軌道電子的填充出現(xiàn)兩種類型：[Xe]4fn6s2和[Xe]4fn-15d16s2，外層和次外層構(gòu)型基本相同，因此它們的化學性質(zhì)非常相近。稀土元素的性質(zhì)與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)密切相關二、稀土的特性f電子亞層有7個軌道，每個軌道可容納2個電子。稀土元稀土元素的氧化態(tài)特征

鑭系元素全部都形成穩(wěn)定的+3氧化態(tài)，同一周期連續(xù)15個元素形成同一種特征氧化態(tài)的現(xiàn)象在周期表中是絕無僅有的。非特征氧化態(tài)與它們的電子組態(tài)穩(wěn)定性有關.據(jù)洪特規(guī)則，f軌道全空、全滿或半滿時，原子或離子有特殊穩(wěn)定性，因此La3+(4f0),Gd3+(4f7)和Lu3+(4f14)等元素離子已處于穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，獲得+2和+4氧化態(tài)是相當困難的；Ce3+(4f1)和Tb3+(4f8)失去一個電子即達穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因而出現(xiàn)+4氧化態(tài)；Eu3+(4f6)和Yb3+(4f13)接受一個電子即達穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因而易出現(xiàn)+2氧化態(tài)。+4+3+2Ba2+Hf4+DyHoErTmLaCePrNdPmSmEuGdTbYbLu二、稀土的特性稀土元素的氧化態(tài)特征鑭系元素全部都形成穩(wěn)稀土離子的顏色特征

+3氧化態(tài)鑭系元素離子多數(shù)有顏色，如果陰離子為無色，在結(jié)晶鹽和水溶液中都保持鑭系離子的特征顏色。離子顏色與4f亞層中的電子躍遷有關：La3+(4f0)和Lu3+(4f14)離子為無色，因為不可能發(fā)生f-f躍遷；另一穩(wěn)定組態(tài)的離子Gd3+(4f7)和接近穩(wěn)定組態(tài)的離子Ce3+(4f1)等的吸收峰在紫外區(qū)或紅外區(qū)，因而顯示無色或淺色.Ln3+離子顏色隨f層中的未成對電子數(shù)呈周期性變化。三價離子具有fn和f14-n電子構(gòu)型時，它們的顏色相同或相近。二、稀土的特性稀土離子的顏色特征+3氧化態(tài)鑭系元素離子多稀土金屬的性質(zhì)●呈銀白色，較軟，有延展性；●化學性質(zhì)相當活潑，具較強還原性，標準電極電勢與鎂接近，性質(zhì)似堿土金屬。金屬的活潑順序由Sc—Y—La遞增，由La到Lu遞減，La最活潑。能與大多數(shù)非金屬發(fā)生反應；能與水反應生成不溶于水的氫氧化物或水合氧化物并放出氫氣；易與其它非金屬形成離子化合物；●燃點低，用于制造民用打火石和軍用發(fā)火合金；●具有吸收大量氣體的能力，用于電子工業(yè)中的吸氣材料。二、稀土的特性稀土金屬的性質(zhì)●呈銀白色，較軟，有延展性；二稀土元素的物理化學性質(zhì)稀土元素是典型的金屬元素。它們的金屬活潑性僅次于堿金屬和堿土金屬元素，而比其他金屬元素活潑。稀土元素能形成化學穩(wěn)定的氧化物、鹵化物、硫化物。稀土元素可以和氮、氫、碳、磷發(fā)生反應，易溶于鹽酸、硫酸和硝酸中。二、稀土的特性稀土元素的物理化學性質(zhì)稀土元素是典型的金屬元素。它們的金稀土元素的物理化學性質(zhì)3.稀土易和氧、硫、鉛等元素化合生成熔點高的化合物，因此在鋼水中加入稀土，可以起到凈化鋼的效果。4.稀土元素具有未充滿的4f電子層結(jié)構(gòu)，并由此而產(chǎn)生多種多樣的電子能級。因此，稀土可以作為優(yōu)良的熒光，激光和電光源材料以及彩色玻璃、陶瓷的釉料二、稀土的特性稀土元素的物理化學性質(zhì)3.稀土易和氧、硫、鉛等元素化合稀土元素的物理化學性質(zhì)5.稀土離子與羥基、偶氮基或磺酸基等形成結(jié)合物，使稀土廣泛用于印染行業(yè)。6.稀土元素具有中子俘獲截面積大的特性，如釤、銪、釓、鏑和鉺，可用作原子能反應堆的控制材料和減速劑。而鈰、釔的中子俘獲截面積小，則可作為反應堆燃料的稀釋劑。二、稀土的特性稀土元素的物理化學性質(zhì)5.稀土離子與羥基、偶氮基或磺酸稀土元素的物理化學性質(zhì)7.稀土還具有類似微量元素的性質(zhì)，可以促進農(nóng)作物的種子萌發(fā)，促進根系生長，促進植物的光合作用。8.稀土具有很大的原子磁矩，可用于制造磁性材料。稀土是一組活潑的金屬元素，由于特殊的電子排列結(jié)構(gòu)，使其具有獨特的光、電、磁等優(yōu)異性能。稀土元素組成的新材料具有優(yōu)異的使用性能，因此，稀土與當代的高科技密切相關。目前稀土應用領域遍及國防軍工和國民經(jīng)濟中13個領域，近40個行業(yè)。二、稀土的特性稀土元素的物理化學性質(zhì)7.稀土還具有類似微量元素的性質(zhì)一、稀土的定義三、稀土的賦存狀態(tài)特性之美自然天成美不自美因人而彰四、稀土生產(chǎn)與分離六、稀土資源的理性開發(fā)二、稀土的特性五、稀土及其化合物的應用一、稀土的定義三、稀土的賦存狀態(tài)特性之美美不2022/12/1三、稀土的賦存狀態(tài)稀土元素在地殼中的存在狀態(tài)稀土元素在地殼中主要以礦物形式存在，由于各元素性質(zhì)相似，所以常共生于同種礦物中，其存在狀態(tài)主要有三種：1.作為礦物的基本組成元素，以離子化合物形式賦存于礦物晶格中，這類礦物通常稱為稀土礦物。2.以類質(zhì)同晶的形式，作為礦物的雜質(zhì)元素，分散于造巖礦物和稀有金屬礦物中，這類礦物可稱為含有稀土元素的礦物。如：分散在方解石、磷灰石等礦物中。3.呈離子狀態(tài)被吸附于某些礦物的表面或顆粒間，這類礦物主要是各種粘土礦物、云母類礦物。有代表性的稀土礦物名稱主要化學組成說明獨居石(Ln,Th)PO4Ln主要代表

La,Ce

等輕稀土元素氟碳鈰鑭礦LnCO3FLn主要代表

La,Ce

等輕稀土元素磷釔礦YPO4除YPO4外，還含有重鑭系元素磷酸鹽2022/12/1三、稀土的賦存狀態(tài)稀土元素2022/12/1三、稀土的賦存狀態(tài)稀土資源在世界的分布狀態(tài)稀土元素在地殼中的絕對豐度并不稀少，比銅、鉛、鋅、銀等常見金屬還要高，但是分布分散，具有開采價值的稀土礦床在世界上的分布不均勻，主要集中在中國、美國、澳大利亞、印度、加拿大、南非、巴西等國家，其中中國的占有率最高。

《世界稀土經(jīng)濟》（第11版，2001）

美國聯(lián)邦地質(zhì)調(diào)查局公開資料顯示，截止2009年中國儲量降至36%2022/12/1三、稀土的賦存狀態(tài)稀土資源2022/12/182三、稀土的賦存狀態(tài)稀土資源在世界的分布狀態(tài)稀土元素在地殼中的絕對豐度并不稀少，比銅、鉛、鋅、銀等常見金屬還要高，但是分布分散，具有開采價值的稀土礦床在世界上的分布不均勻，主要集中在中國、美國、澳大利亞、印度、加拿大、南非、巴西等國家，其中中國的占有率最高。稀土最重要的礦床是碳酸鹽和磷酸鹽礦床。碳酸鹽礦床主要出現(xiàn)在美國的加利福尼亞、南非和我國的內(nèi)蒙古自治區(qū)。磷酸鹽礦床主要出現(xiàn)在澳大利亞、巴西、印度、南非和美國等。2022/12/119三、稀土的賦存狀態(tài)稀土83三、稀土的賦存狀態(tài)稀土資源在中國的分布狀態(tài)我國稀土資源儲量居世界首位，礦種和稀土元素齊全，品位高，礦點分布合理。主要礦種有氟碳鈰礦、離子吸附礦、獨居石礦和磷釔精礦。稀土資源分布南北差異明顯，呈現(xiàn)“北輕南重”的特點。重稀土儲量是輕稀土的百分之一都不到，但重稀土應用于尖端軍事、電池材料、催化劑、LED熒光粉等領域，其作用幾乎無可替代。中國重稀土資源具有獨一無二性，因此成為資源爭奪的焦點。20三、稀土的賦存狀態(tài)稀土資源在中國的分布狀84三、稀土的賦存狀態(tài)稀土資源在中國的分布狀態(tài)內(nèi)蒙古包頭的白云鄂博礦是世界上最大的鐵、稀土、鈮等元素共生礦床，以輕稀土為主，稀土是隨鐵采選出的副產(chǎn)品，產(chǎn)量大，生產(chǎn)成本低，而且衫、銪、釹含量較高，以白云鄂博稀土礦、四川冕寧氟碳鈰輕稀土礦以及山東微山稀土礦為主，形成了中國的輕稀土陣營。21三、稀土的賦存狀態(tài)稀土資源在中國的分布狀85三、稀土的賦存狀態(tài)稀土資源在中國的分布狀態(tài)分布于我國江西、廣東、福建、湖南、廣西等南方省份的離子型稀土礦則是我國特有的稀土礦種，是花崗巖風化礦床，易開采，組份好，是提取中、重稀土的理想礦源，占全球中、重稀土資源總量的90%。另外，在江西、湖南、湖北還有豐富的獨居石礦，使南方的稀土資源形成了資源互補。22三、稀土的賦存狀態(tài)稀土資源在中國的分布狀86三、稀土的賦存狀態(tài)稀土資源在中國的分布狀態(tài)

包頭白云鄂博稀土礦和包鋼稀土高科同屬于包鋼集團。白云鄂博稀土礦與鐵共生，主要稀土礦物有氟碳鈰礦和獨居石，其比例為3∶1，都達到了稀土回收品位，故稱混合礦，為世界第一稀土礦。鄂博礦的稀土礦總工業(yè)儲量為3300萬噸，占全國的91.6%。該礦山含礦物172種，是世界上含礦物種類最多的礦山。中國作為目前世界上稀土資源最豐富的國家，滿足了全球稀土需求的90%。而這其中占全國總產(chǎn)55%以上的，正是來自于包頭白云鄂博稀土礦。23三、稀土的賦存狀態(tài)稀土資源在中國的分布狀87三、稀土的賦存狀態(tài)稀土資源在中國的分布狀態(tài)四川冕寧地區(qū)是中國僅次于包頭的第二大稀土資源供應地，也是世界第二大稀土資源供應地。工業(yè)儲量近100萬噸，以氟碳飾礦為主，伴生重晶石等，組成相對簡單，是易選的稀土礦。2008年6月，江銅以4.3億元的高價一舉奪得了四川冕寧牦牛坪稀土礦2.94平方公里的采礦權(quán)，并注冊成立了四川江銅稀土有限責任公司，圖謀獲得更多的稀土分割，獨占四川稀土資源。24三、稀土的賦存狀態(tài)稀土資源在中國的分布狀88三、稀土的賦存狀態(tài)稀土資源在中國的分布狀態(tài)南嶺地區(qū)的離子吸附型中稀土、重稀土礦由于易采、易提取的突出特點，已成為我國重要的中、重稀土生產(chǎn)基地。世界上，除了最近日本在越南已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了與中國重稀土礦區(qū)有相同的地質(zhì)、氣候條件地區(qū)被認為有可能藏有重稀土礦之外，重稀土幾乎是中國南方獨有，分布在江西、廣東、廣西、福建。而以目前開采速度，中國南方的重稀土只能開采30年。25三、稀土的賦存狀態(tài)稀土資源在中國的分布狀一、稀土的定義三、稀土的賦存狀態(tài)特性之美自然天成美不自美因人而彰四、稀土生產(chǎn)與分離六、稀土資源的理性開發(fā)二、稀土的特性五、稀土及其化合物的應用一、稀土的定義三、稀土的賦存狀態(tài)特性之美美不四、稀土生產(chǎn)與分離1.輻射選礦法2.重力選礦法3.磁選分離法4.浮選法5.電選法6.化學選礦法采礦選礦冶煉、分離初級產(chǎn)品四、稀土生產(chǎn)與分離1.輻射選礦法采礦選礦冶四、稀土生產(chǎn)與分離

1.輻射選礦法2.重力選礦法3.磁選分離法4.浮選法5.電選法6.化學選礦法主要利用礦石中稀土礦物與脈石礦物中釷含量的不同，采用γ－射線輻射選礦機，使稀土礦物與脈石礦物分開。輻射選礦法多用于稀土礦石的預選。目前，這種方法在工業(yè)上未廣泛采用。采礦選礦冶煉、分離初級產(chǎn)品四、稀土生產(chǎn)與分離1.輻射選礦法四、稀土生產(chǎn)與分離1.輻射選礦法2.重力選礦法3.磁選分離法4.浮選法5.電選法6.化學選礦法利用稀土礦物與脈石礦物密度的不同進行分選。常用的重選設備有圓錐選礦機，螺旋選礦機機、搖床等。采用重選主要使稀土礦物與密度低的石英，方解石等脈石礦物分離，以達到預先富集或者獲得稀土精礦的目的。重選廣泛用于海濱砂礦的生產(chǎn)；在稀土脈礦的選礦中有時也用來作為預先富集的手段。采礦選礦冶煉、分離初級產(chǎn)品四、稀土生產(chǎn)與分離1.輻射選礦法四、稀土生產(chǎn)與分離1.輻射選礦法2.重力選礦法3.磁選分離法4.浮選法5.電選法6.化學選礦法

有些稀土礦物具有弱磁性：可利用它們與伴生脈石及其他礦物比磁化系數(shù)的不同，采用不同磁場強度的磁選機使稀土礦物與其他礦物分離。可采用弱磁選使鈦鐵礦與獨居石分離；也可采用強磁選使獨居石與鋯英石、石英等礦物分離。在稀土脈礦的選礦中，為了簡化浮選流程和節(jié)省浮選藥劑，有時也采用強磁選使稀土礦物預先富集。隨著強磁技術(shù)的不斷發(fā)展，強磁選將越來越廣泛地用于稀士礦的選礦流程之中。采礦選礦冶煉、分離初級產(chǎn)品四、稀土生產(chǎn)與分離1.輻射選礦法四、稀土生產(chǎn)與分離1.輻射選礦法

2.重力選礦法3.磁選分離法

4.浮選法5.電選法6.化學選礦法利用稀土礦物與件生礦物表面物理化學性質(zhì)的差別，采用浮選法使之與伴生脈石及基他礦物分離而獲得精礦，是目前稀土脈礦生產(chǎn)中廣泛采用的主要選礦方法。在海濱砂礦的生產(chǎn)中，在用重選獲得重砂之后，也常常采用浮選法從重砂中獲得稀土精礦。采礦選礦冶煉、分離初級產(chǎn)品四、稀土生產(chǎn)與分離1.輻射選礦法四、稀土生產(chǎn)與分離采礦選礦冶煉、分離初級產(chǎn)品1.輻射選礦法

2.重力選礦法3.磁選分離法4.浮選法5.電選法6.化學選礦法稀土礦物屬于非良導體，可利用其導電性能與伴生礦物有所不同，采用電選法使之與導電性好的礦物進行分離。電選常用于海濱砂礦重砂的精選作業(yè)。四、稀土生產(chǎn)與分離采礦選礦冶煉、分離初級產(chǎn)品四、稀土生產(chǎn)與分離采礦選礦冶煉、分離初級產(chǎn)品1.輻射選礦法2.重力選礦法3.磁選分離法4.浮選法5.電選法6.化學選礦法對于以離子形態(tài)吸附在高嶺土或粘土上的稀土礦床，可充分利用稀土離子易溶干氯化鈉或硫酸銨等強電解質(zhì)溶液中的特點，采取先浸出而后沉淀的化學選礦方法予以回收。對于易溶于酸或在高溫下發(fā)生相變的氟碳酸鹽稀土礦物，可先采用浮選方法預先富集，隨后采用化學選礦方法提純。四、稀土生產(chǎn)與分離采礦選礦冶煉、分離初級產(chǎn)品四、稀土生產(chǎn)與分離采礦選礦冶煉、分離初級產(chǎn)品1.濕法冶金

全流程大多處于溶液、溶劑之中，如稀土精礦的分解、稀土氧化物、稀土化合物、單一稀土金屬的分離和提取等過程。主要包括分步沉淀、離子交換、溶劑萃取等化學分離方法。

2.火法冶金在高溫條件下進行，工藝過程簡單，生產(chǎn)率較高，主要包括硅熱還原法制取稀土合金，熔鹽電解法制取稀土金屬或合金，金屬熱還原法制取稀土合金等。

四、稀土生產(chǎn)與分離采礦選礦冶煉、分離初級產(chǎn)品四、稀土生產(chǎn)與分離1.濕法冶金——分步沉淀法

分步法沉淀法是利用化合物在溶劑中溶解的難易程度（溶解度）差別進行分離和提純。分步析出溶解濃縮加熱

因為稀土元素之間的溶解度差別很小，必須重復操作多次才能將兩種稀土元素分離開。此方法不能大量生產(chǎn)單一稀土。四、稀土生產(chǎn)與分離1.濕法冶金——分步沉淀法四、稀土生產(chǎn)與分離1.濕法冶金——離子交換法

稀土解吸附稀土溶液稀土絡合物交換樹脂配合劑溶液Ln3+(ag)+3RSO3H

(RSO3)3Ln+3H+(ag)

多用強酸性陽離子交換樹脂（R－SO3H）：

稀土離子與樹脂基團之間的作用其電荷和離子的水合半徑有關。四、稀土生產(chǎn)與分離1.濕法冶金——離子交換法四、稀土生產(chǎn)與分離1.濕法冶金——離子交換法

稀土解吸附稀土溶液稀土絡合物交換樹脂淋洗液

淋洗液通常是含有配合劑的溶液（如EDTA、檸檬酸、乙酸銨、蘋果酸等）。利用配合劑與Ln3+形成配合物的能力不同，可以使稀土離子陸續(xù)解吸，從而達到有效分離。優(yōu)點：一次操作可以分離多個元素，產(chǎn)品純度高；缺點：不能連續(xù)處理，一次操作周期長，成本高。

四、稀土生產(chǎn)與分離1.濕法冶金——離子交換法四、稀土生產(chǎn)與分離1.濕法冶金——溶劑萃取法

指含有多種稀土離子的水溶液與互不混溶的有機溶劑接觸，借助于萃取劑的作用，使一種或幾種稀土離子進入有機相，而其他組分仍留在水相，從而達到分離的目的。反萃取萃取洗滌萃取劑一般分為三類：酸性萃取劑，如P204（酸性磷酸酯）；中性萃取劑，如TBP（磷酸三丁酯）；離子締合萃取劑，如胺類。四、稀土生產(chǎn)與分離1.濕法冶金——溶劑萃取法四、稀土生產(chǎn)與分離1.濕法冶金——溶劑萃取法

優(yōu)點：分離效果好、生產(chǎn)能力大、便于快速連續(xù)生產(chǎn)、易于實現(xiàn)自動控制。Ce(NO3)62－

Ln3+

TBP

HNO38~15mol?L－1

水層：Ln3+

TBP層：H2Ce(NO3)6

H2O2

TBP層水層Ce3+

四、稀土生產(chǎn)與分離1.濕法冶金——溶劑萃取法四、稀土生產(chǎn)與分離1.火法冶金——熔鹽電解法

該法用于制取大量混合稀土金屬或單一稀土金屬，通過電流密度、電解槽溫度及電解液組成等條件控制，使電解在析出稀土金屬的范圍進行。如果原料為混合的稀土離子，電解產(chǎn)物為混合稀土金屬；如果原料為單一稀土離子，則電解產(chǎn)物也是單一稀土金屬。

電解RECl3的電極反應式為：陰極RE3++3e-→RE陽極Cl-→1/2Cl2+e-四、稀土生產(chǎn)與分離1.火法冶金——熔鹽電解法四、稀土生產(chǎn)與分離1.火法冶金——熔鹽電解法

氧化物-氟化物熔鹽體系的電解是利用稀土氧化物溶解在氟化物（助熔劑）中進行電解反應式為：陰極RE3++3e-→RE陽極O2-

+C→CO+2e-2O2-+C→CO2+4e-2O2-→O2+4e-陽極上可有CO，CO2及O2氣放出。陰極上析出稀土金屬。

四、稀土生產(chǎn)與分離1.火法冶金——熔鹽電解法四、稀土生產(chǎn)與分離1.火法冶金——金屬熱還原法

用金屬Ca還原輕稀土金屬（La、Ce、Pr、Nd等）的氯化物，用來制備輕稀土金屬：

2RECl3+3Ca→2RE+3CaCl2

用金屬Ca還原重稀土金屬（Tb、Dy、Y、Ho、Er、Tm、Yb等）的氟化物，用來制備重稀土金屬：

2REF3+3Ca→2RE+3CaF2除用金屬Ca做還原劑外，也可用金屬Ba或Mg做還原劑，稀土鹵化物也可以用溴化物作原料。用金屬熱還原法制得的稀土金屬，不同程度的含有各種雜質(zhì)，還需進一步提純。四、稀土生產(chǎn)與分離