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稀土的用途及應用領域 

發布時間:2024/01/20

稀土元素被譽為"工業的維生素",具有無法取代的優異磁、光、電性能,對改善產品性能,增加產品品種,提高生產效率起到了巨大的作用。由于稀土作用大,用量少,已成為改進產品結構、提高科技含量、促進行業技術進步的重要元素,被廣泛應用到了冶金、軍事、石油化工、玻璃陶瓷、農業和新材料等領域。

11.jpg稀土元素被譽為"工業的維生素",具有無法取代的優異磁、光、電性能,對改善產品性能,增加產品品種,提高生產效率起到了巨大的作用。由于稀土作用大,用量少,已成為改進產品結構、提高科技含量、促進行業技術進步的重要元素,被廣泛應用到了冶金、軍事、石油化工、玻璃陶瓷、農業和新材料等領域。

冶金工業

22.jpg稀土在冶金領域應用已有30多年的歷史,目前已形成了較為成熟的技術與工藝,稀土在鋼鐵、有色金屬中的應用,是一個量大面廣的領域,有廣闊的前景。稀土金屬或氟化物、硅化物加入鋼中,能起到精煉、脫硫、中和低熔點有害雜質的作用,并可以改善鋼的加工性能;稀土硅鐵合金、稀土硅鎂合金作為球化劑生產稀土球墨鑄鐵,由于這種球墨鑄鐵特別適用于生產有特殊要求的復雜球鐵件,被廣泛用于汽車、拖拉機、柴油機等機械制造業;稀土金屬添加至鎂、鋁、銅、鋅、鎳等有色合金中,可以改善合金的物理化學性能,并提高合金室溫及高溫機械性能。

軍事領域

33.jpg由于稀土具有優良的光電磁等物理特性,能與其他材料組成性能各異、品種繁多的新型材料,能大幅度提高其他產品的質量和性能。因此有"工業黃金"之稱。首先,稀土的加入可以大幅度提高用于制造坦克、飛機、導彈的鋼材、鋁合金、鎂合金、鈦合金的戰術性能。另外,稀土還可以用作電子、激光、核工業、超導等諸多高科技的潤滑劑。稀土科技一旦用于軍事,必然帶來軍事科技的躍升。從一定意義上說,美軍在冷戰后幾次局部戰爭中壓倒性控制,以及能夠對敵人肆無忌憚地公開殺戮,正源于其稀土科技超人一等。

石油化工

44.jpg稀土在石油化工領域可以用來制成分子篩催化劑,具有活性高、選擇性好、抗重金屬中毒能力強等優點,因而取代了硅酸鋁催化劑用于石油催化裂化過程;在合成氨生產過程中,用少量的硝酸稀土作助催化劑,其處理氣量比鎳鋁催化劑大1.5倍;在合成順丁橡膠和異戊橡膠過程中,采用環烷酸稀土-三異丁基鋁型催化劑,所獲得的產品性能優良,具有設備掛膠少,運轉穩定,后處理工序短等優點;復合稀土氧化物還可以用作內燃機尾氣凈化催化劑,環烷酸鈰還可用作油漆催干劑等。

玻璃陶瓷

55.jpg我國玻璃與陶瓷工業中的稀土應用量自1988年以來平均以25%的速度遞增,1998年已達約1600噸,稀土玻璃陶瓷既是工業和生活的傳統基礎材料,又是高科技領域的主要成員。稀土氧化物或經過加工處理的稀土精礦,可作為拋光粉廣泛用于光學玻璃、眼鏡片、顯像管、示波管、平板玻璃、塑料及金屬餐具的拋光;在熔制玻璃過程中,可利用二氧化鈰對鐵有很強的氧化作用,降低玻璃中的鐵含量,以達到脫除玻璃中綠色的目的;添加稀土氧化物可以制得不同用途的光學玻璃和特種玻璃,其中包括能通過紅外線、吸收紫外線的玻璃、耐酸及耐熱的玻璃、防X-射線的玻璃等;在陶釉和瓷釉中添加稀土,可以減輕釉的碎裂性,并能使制品呈現不同的顏色和光澤,被廣泛用于陶瓷工業。

農業方面

66.jpg研究結果表明,稀土元素可以提高植物的葉綠素含量,增強光合作用,促進根系發育,增加根系對養分吸收。稀土還能促進種子萌發,提高種子發芽率,促進幼苗生長。除了以上主要作用外,還具有使某些作物增強抗病、抗寒、抗旱的能力。大量的研究還表明,使用適當濃度稀土元素能促進植物對養分的吸收、轉化和利用。噴施稀土可使蘋果和柑橘果實的Vc含量、總糖含量、糖酸比均有所提高,促進果實著色和早熟。并可抑制貯藏過程中呼吸強度,降低腐爛率。

新材料領域

77.png稀土釹鐵硼永磁材料,具有高剩磁、高矯頑力和高磁能積等特性,被廣泛用于電子及航天工業和驅動風力發電機(特別適合海上發電場);純稀土氧化物和三氧化二鐵化合而成的石榴石型鐵氧體單晶及多晶,可用于微波與電子工業;用高純氧化釹制作的釔鋁石榴石和釹玻璃,可作為固體激光材料;稀土六硼化物可用于制作電子發射的陰極材料;鑭鎳金屬是70年代新發展起來的貯氫材料;鉻酸鑭是高溫熱電材料;當前世界各國采用鋇釔銅氧元素改進的鋇基氧化物制作的超導材料,可在液氮溫區獲得超導體,使超導材料的研制取得了突破性進展。此外,稀土還以熒光粉、增感屏熒光粉、三基色熒光粉、復印燈粉等方式廣泛用于照明光源(但由于稀土價格上漲導致成本較高,因此在照明上的應用逐漸減少),投影電視平板電腦等電子產品;在農業方面,向田間作物施用微量的硝酸稀土,可使其產量增加5~10%;在輕紡工業中,稀土氯化物還廣泛用于鞣制毛皮、皮毛染色、毛線染色及地毯染色等方面;稀土用于汽車催化轉換器中可以將主要污染物在發動機排氣時將氣體成無毒的化合物。

其他應用

稀土元素還被應用于各種各樣的數碼產品包括視聽、攝影、通訊多種數碼設備,滿足了產品更小、更快、更輕便、使用時間更長、節能等多項要求。同時,還被應用到了綠色能源、醫療、凈水、交通等多個領域。

稀土產業鏈

稀土產業鏈示意圖:

88.png

17種稀土元素的應用領域分別如下圖所示:

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按下游應用劃分,消費比例如下:

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