因误会而得名的金属--稀土

中国儿童资源网

因误会而得名的金属--稀土

    稀土金属在科技迅速发展的生活的各个领域,并以其神奇的魅力受到人们的宠爱。

    如果有人问你稀土是什么?

    你要是望文生义地回答:稀土就是稀少的土呗!那你可就大错特错了。其实,稀土并不是什么稀少的土,它和金、银、铜、铁一样,也是金属,只不过它不是一种金属元素,而是镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镜、镥、钪和钆共 17 种元素的统称。“稀土”这个名字是因200 年前的一个误会叫出来的。

    1789 年,一个名叫卡尔?阿连纽斯的军官,在斯德哥尔摩附近于特比镇发现了一块乌黑发亮的矿石,他不知道是什么矿石,便命名它为于特比矿。5年后(1794 年),一位 34 岁的芬兰化学家加多林对这块矿石作了分析了鉴定,他发现这块矿石中有 2/5 元素叫不出名字。他还发现这些固体氧化物均不溶于水,又有金属光泽。而人们常常习惯把这些不溶于水的固体氧化物统统叫做“土”,再加上当时看来这些元素又极为稀少,所以把它们都叫做“稀土”。从此稀土金属的名字一直沿用到今天。

    现已查明,稀土金属在地壳中的含量并不算太少,平均为万分之一点五,比锌、镍、铜、锡、铅等许多金属元素的含量都多。

    含有稀土金属的矿物种类很多,目前已知有 250 多种,主要有氟碳铈镧 矿、独居石和鄂博矿等。也就是说,稀土并不稀少!

    稀土金属从外表上看,也没有什么特别之处,它们大都有副朴素的银灰色外表,具有金属光泽,硬度都比较低;它们不仅外表长得相象,而且化学性质也都比较活泼,性格十分近似,17 姊妹常常共生在一起,要想把它们一一分开,分离出纯的单一稀土的化合物一般是很困难的。因而工业上往往直接利用混合稀土金属。

    稀土由于提炼比较困难,应用一般较晚。从发现到应用经历了一个很长的时期。钇、铈、镧等少数几种稀土金属到 20 世纪 50 年代,其余多数稀土金属到 20 世纪 60 年代,才开始工业性生产。也就是说,稀土从被人类发现到应用的经历,真有点“玉在璞中人不识,剖出方知世上珍”的味道。稀土一旦被人们认识以后,便立即以其神奇的妙用,赢得人们深深的喜爱。

    由于稀土金属化学性质活泼,能与不少元素发生作用,形成理想的合成材料,所以在铸铁、炼钢和有色金属冶炼中,只要加入万分之几或千分之几

的稀土,就既可清除金属中的有害杂质,又能使金属的内部结构更加致密,从而大大改善金属材料的性能,使它们耐腐蚀,耐氧化,耐高温,经久耐用。因而被称作冶金工业的“维生素”。

    稀土金属被应用到石油工业部门里,它又成了一种“神通广大”的催化剂。它用于石油的催化裂化,可以使汽油的产量、质量双倍提高。作为催化剂,它可以加速化学反应过程,使石油的处理能力提高 30%。

    当玻璃和陶瓷中加入了稀土金属之后,便以其特有的魅力,绝妙的性能征服了人们。例如当它作为脱色剂给玻璃脱色后,能叫玻璃变得更加透光明亮、晶莹洁白,而且还可以提高玻璃的强度和耐热性能,使玻璃即使在烈日下长期暴晒,也“面不改色”。

    它作为着色剂,可以生产出色彩缤纷的彩色玻璃。加入铈的玻璃可以用来防护原子能反应堆发出的放射线,钐、钇的氧化物加到玻璃里,可以用于防护中子辐射。用稀土还可以制造出多种多样的光学玻璃、特种玻璃,用于生活、国防和科研。

    用稀土抛光粉抛光的精密光学玻璃,不仅光洁度好,而且寿命长。

    加入稀土或经稀土处理过的瓷器,色彩异常精美华贵,而且具有经受高温而不裂,消音、电学性能更佳的特性。

    稀土荧光粉具有光度高,显色性能好,发射光谱可根据需要进行调节等优点,是其他类型的荧光粉无法与之相比的。彩色电视机的荧光屏上,正是由于涂上一层薄薄的稀土荧光粉,才能色彩逼真地把大千世界展现在我们面前。

    把稀土荧光粉涂在灯管内壁上,不仅比普通卤灯亮度大,色彩柔和,而且还可以节电 80%。

    稀土作为一种新型优质的永磁材料,被誉为“永磁之王”。它的性能比目前任何一种常见磁体都优越,用于电机、电声器件和电子仪表等,可以大 大缩小体积,减轻重量。在航空、宇航、无摩擦轴承等方面都得到广泛应用。

     稀土在医疗卫生方面,也显示出它神奇的效用,如用稀土材料制作的新型 X 增感屏,使清晰度大为提高,不少原来很难诊断的病变,现在可准确地诊断出来。形形色色的稀土磁疗器,更可以消炎、止痛、舒筋活血等,从而增强人的免疫能力、增进健康。

     特别是用稀土超导材料制做的元件,用于电子计算机,可以使计算速度提高 100 倍,耗电减少 90%,1987 年,稀土在超导材料应用技术上取得历史性突破,立即使全世界掀起一股“超导热”。

     用稀土材料制做的激光器,具有体积小、效率高、工作性能稳定,可在室温下连续操作等优点。

     在原子能工业里,稀土金属钇和钐、铕、钆、镝都是优良制做原子能反应堆的材料。

     稀土来到了农业这个大舞台,作为营养素施在了作物上,可使粮、菜、果增产;用于饲养家禽,可使鸡、鸭、鹅产蛋率提高;用于饲养家畜,可使羊毛质量高,可使生猪长得快,瘦肉率提高。

     说到这里,你一定会说:真神呀,稀土原来有这么多用途啊!不错,稀土性能优异,用途极广。但我们还只能说,稀土的应用目前还仅仅是刚刚开始,更加光辉灿烂的成就还在将来。

     稀土虽然在地球上并不稀有,但稀土资源在全世界的分布却是极不均衡的。就目前来看,我国是世界上稀土资源最丰富的国家。已探明的工业储量以氧化物计为 3600 万吨左右,占世界探明储量的 76.6%,已知的 17 种稀土元素,我国应有尽有。

     稀土在我国的分布也是极不均衡的。位于内蒙古乌兰察布盟西部的白云鄂博,是我国稀土资源最为富集的地区,这里的稀土资源不仅储量大,而且品种全、质量好。现已探明的稀土储量,约占全国总储量的 98%,相当于世界各国稀土总储量的 4 倍,有“世界稀土宝库”的美誉。

     在我国,除了白云鄂博以外,江西的重稀土储量占全国首位,轻稀土仅次于内蒙古和贵州,此外,湖南的稀土也比较多。

     总之,我国是世界上已知稀土储量最多的国家。特别是用于高技术材料中的中、重稀土元素尤为丰富。因而,充分发挥资源优势,建立我国的稀土工业体系,是时代的召唤,是加速实现我国社会主义现代化的战略需要。

     我国稀土金属工业诞生于 50 年代末期,那时只能生产两、三种稀土金属产品。一直到 1978 年,我国的稀土产量仅有 1000 多吨,1978 年后,我国的稀土工业发展极为迅速,1987 年稀土产量已达 15100 吨,跃居世界第一位;产品质量也显著提高,目前已能生产 100 多种品种,200 多个规格,国外能生产的各种稀土产品,我国都能自己制造。

     从 1978 年开始,我国稀土产品开始进入国际市场,这标志我国稀土工业已进入一个崭新的发展时期。美国每年向我国购买氯化烯几千吨;日本 1986 年进口的 5547 吨稀土中有 41.3%来自我国。

    为了充分发挥我国稀土的优势,我国先后在包头、上海、兰州、江西、广东建立了五大稀土生产基地,其中,包头是我国最大的稀土工业基地。我国目前已经形成具有我国特色的稀土科研、生产和供应的工业体系。这为我国稀土工业的腾飞打下了坚实的基础。正如有关专家所说的那样:“稀土与新产业革命结合十分紧密,中国拥有世界最丰富的稀土资源。到下个世纪,稀土对中国经济发展的战略意义,犹如石油对阿拉伯国家。”我们作为中华民族的子孙,一定要从小就学科学、爱科学,准备着,为我国的稀土工业开创更辉煌的未来。