[科普中國]-中稀土

中稀土是釤、銪、釓、鋱和鏑五種稀土元素的總稱。除钷、鈧以外，根據(jù)稀土礦物的形成特點(diǎn)，分離工藝上的要求，將其分為兩組或三組。其中按萃取分離可分為：

輕稀土（P204弱酸度萃?。|、鈰、鐠、釹和钷； 中稀土（P204低酸度萃?。煛B、釓、鋱和鏑； 重稀土（P204中酸度萃取）—鈥、銪、鉺、銩、鐿、镥、釔和鈧。

釤概述釤是鑭系元素（屬于稀土元素）之一，糾纏且困惑著19世紀(jì)的化學(xué)家。它的歷史開始于1803年鈰的發(fā)現(xiàn)。鈰被推測包含其它金屬，在1839年Carl Mosander聲稱從中獲取了鑭和didymium（鐠釹混合物）。關(guān)于鑭他是正確的，但關(guān)于didymium他錯了。在1879年P(guān)aul émile Lecoq de Boisbaudran從鈮釔礦中提取了didymium。之后他制作了硝酸didymium的溶液并加入了氫氧化銨。他觀察到沉淀物分兩個階段形成。他全神貫注于第一種沉淀物并測量了它的光譜，這才揭露了它是一種新的元素釤。釤自身最終產(chǎn)生了另一種稀土：釓于1886年和銪于1901年。

釤是稀土金屬中的一種。稀土是歷史遺留的名稱，從18世紀(jì)末葉開始被陸續(xù)發(fā)現(xiàn)。當(dāng)時人們慣于把不溶于水的固體氧化物稱作土，例如把氧化鋁叫做陶土，氧化鎂叫苦土。稀土是以氧化物狀態(tài)分離出來，很稀少，因而得名稀土，稀土元素的原子序數(shù)是21（Sc）、39（Y）、57（La）至71（Lu）。它們的化學(xué)性質(zhì)很相似，這是由于核外電子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所決定的。它們一般均生成三價化合物。鈧的化學(xué)性質(zhì)與其它稀土差別明顯，一般稀土礦物中不含鈧。钷是從鈾反應(yīng)堆裂變產(chǎn)物中獲得，放射性元素147Pm半衰期2.7年。過去認(rèn)為钷在自然界中不存在，直到1965年，荷蘭的一個磷酸鹽工廠在處理磷灰石中，才發(fā)現(xiàn)了钷的痕量成分。因此，中國1968年將钷劃入64種有色金屬之外。 1787年瑞典人阿累尼斯（C.A.Arrhenius）在斯德哥爾摩（Stockholm）附近的伊特比（Ytterby）小鎮(zhèn)上尋得了一塊不尋常的黑色礦石，1794年芬蘭化學(xué)家加多林（J.Gadolin）研究了這種礦石，從其中分離出一種新物質(zhì)，三年后（1797年），瑞典人愛克伯格（A.G.Ekeberg）證實(shí)了這一發(fā)現(xiàn)，并以發(fā)現(xiàn)地名給新的物質(zhì)命名為Ytteia(釔土)。后來為了紀(jì)念加多林，稱這種礦石為Gadolinite(加多林礦，即硅鈹釔礦)。

1803年德國化學(xué)家克拉普羅茲（M.H.Klaproth）和瑞典化學(xué)家柏齊力阿斯（J.J.Berzelius）及希生格爾（W.Hisinger）同時分別從另一礦石（鈰硅礦）中發(fā)現(xiàn)了另一種新的物質(zhì)---鈰土（Ceria）。1839年瑞典人莫桑得爾（C.G.Mosander）發(fā)現(xiàn)了鑭和鐠釹混合物（didymium）。1885年奧地利人威斯巴克（A.V.Welsbach）從莫桑得爾認(rèn)為是“新元素”的鐠釹混合物中發(fā)現(xiàn)了鐠和釹。1879年法國人布瓦普德朗（L.D.Boisbauder）發(fā)現(xiàn)了釤。1901年法國人德馬爾賽（E.A.Demarcay）發(fā)現(xiàn)了銪。1880年瑞士馬利納克（J.C.G. De Marignac）發(fā)現(xiàn)了釓。1843年莫桑得爾發(fā)現(xiàn)了鋱和鉺。1886年布瓦普德朗發(fā)現(xiàn)了鏑。1879年瑞典人克利夫（P.T.Cleve）發(fā)現(xiàn)了鈥和銩。1974年美國人馬瑞斯克（J.A.Marisky）等從鈾裂產(chǎn)物中得到钷。1879年瑞典人尼爾松（L.F.Nilson）發(fā)現(xiàn)了鈧。從1794年加多林分離出釔土至1947年制得钷，歷時150多年。

分布與其他稀土元素共存于獨(dú)居石砂里。獨(dú)居石所含有的稀土元素，還有鈣和釷，分布于印度和巴西的河沙及佛羅里達(dá)海濱河沙中。稀土元素在獨(dú)居石砂里的質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常為50%，其中釤占2.8%。此外，釤亦存在于氟碳鈰礦中，而氟碳鈰礦則大多分布于南加利福利亞。從其礦物中分離釤需用離子交換技術(shù)。1

銪概述銪的故事是稀土又稱鑭系元素的復(fù)雜歷史的一部分，它開始于1803年鈰的發(fā)現(xiàn)。在1839年Carl Mosander從中分離了其它兩種元素：鑭和一個他稱之為didymium（鐠釹混合物）的元素，其實(shí)它是兩種稀土的混合物，鐠和釹，在1879年由Karl Auer揭露。即便如此，它還是隱藏著另一種稀有金屬，釤，由Paul-émile Lecoq de Boisbaudran分離，即便是不純的。在1886年Jean Charles Galissard de Marignac從中提取了釓，但這個故事還是沒有結(jié)束。在1901年，Eugène-Anatole Demar?ay開展一連串艱苦的硝酸釤鎂結(jié)晶工作，然后分離產(chǎn)生了另一種新的元素銪。

分布銪在地殼中的含量為0.000106%，是最稀有的稀土元素，主要存在于獨(dú)居石和氟碳鈰礦中，自然界有兩種銪的同位素：銪151和銪153。很少量地存在于獨(dú)居石中。2

釓概述釓于1880年由馬里納克Charles Galissard de Marignac在日內(nèi)瓦發(fā)現(xiàn)。他早就懷疑Carl Mosander報告的didymium（鐠釹混合物）并不是一種新的元素而是混合物。他的推測被在巴黎的Marc Delafontaine和Paul-Emile Lecoq de Boisbaudran確認(rèn)了，報告稱它的光譜線會從不同的來源而變化。確實(shí)，在1879年他們已經(jīng)從一些didymium中分離了釤，其是從發(fā)現(xiàn)于烏拉爾山脈的鈮釔礦中提取的。在1880年，Marignac從didymium中提取了另一種新的稀土，Paul-émile Lecoq de Boisbaudran也在1886年實(shí)現(xiàn)了，后者稱它為gadolinium（釓）。

分布當(dāng)下世界上已知的稀土礦物及含有稀土元素的礦物有250多種，稀土元素含量較高的礦物有60多種，有工業(yè)價值的不到10種。中國稀土資源極其豐富，其特點(diǎn)可概括為：儲量大、品種全、有價值的元素含量高、分布廣。中國稀土的工業(yè)儲量（按氧化物計(jì)）是國外稀土工業(yè)儲量的2.2倍。國外稀土資源集中在美國、印度、巴西、澳大利亞和蘇聯(lián)等國，工業(yè)儲量（按氧化物計(jì)）為701.11萬噸。3

鋱概述1843年瑞典的莫桑德（Karl G.Mosander）通過對釔土的研究，發(fā)現(xiàn)鋱?jiān)兀═erbium）。鋱的應(yīng)用大多涉及高技術(shù)領(lǐng)域，是技術(shù)密集、知識密集型的尖端項(xiàng)目，又是具有顯著經(jīng)濟(jì)效益的項(xiàng)目，有著誘人的發(fā)展前景。在發(fā)現(xiàn)鑭的同一時期里，莫桑德爾對最初發(fā)現(xiàn)的釔進(jìn)行了分析研究，并于1842年發(fā)表報告，明確最初發(fā)現(xiàn)的釔土不是單一的元素氧化物，而是三種元素的氧化物。他把其中的一種仍稱為釔土，其中一種命名為terbia（鋱土）。元素符號定為Tb。它的命名來源和釔一樣，出自最初發(fā)現(xiàn)釔礦石的產(chǎn)地，瑞典斯德哥爾摩附近的Ytterby村莊）。

分布少量存在于磷鈰釷砂和硅鈹釔礦中。鋱與其他稀土元素共存于獨(dú)居石砂中，其中鋱的含量一般為0.03%。其他來源還有磷釔礦和黑稀金礦，兩者都是氧化物的混合物，含有高達(dá)1%的鋱。

與其他稀土元素共存于獨(dú)居石砂中，其中鋱的含量為0.03%。其他來源還有磷釔礦和黑稀金礦，兩者都是氧化物混合物，含有高達(dá)1%的鋱。4

鏑概述1842年莫桑德爾從釔土中分離出鉺土和鋱土后，不少化學(xué)家利用光譜分析鑒定，確定它們不是純凈的一種元素的氧化物，這就鼓勵了化學(xué)家們繼續(xù)去分離它們。在鈥被分離出來7年后，1886年布瓦博德朗又把它一分為二，保留了鈥，另一個稱為dysprosium，元素符號Dy。這一詞來自希臘文dysprositos，是“難以取得”的意思。隨著鏑以及其他一些稀土元素的發(fā)現(xiàn)，完成了發(fā)現(xiàn)稀土元素第三階段的另一半。

分布鏑在地殼中的豐度為6ppm，在重稀土中儀低于釔，算是比較富存的重稀土元素，為其應(yīng)用提供了良好的資源基礎(chǔ)。鏑除r擁有稀土元素共有的化學(xué)活性，町以作為混合稀土金屬和化合物使用外，還具有優(yōu)異的光、電、磁和核性質(zhì)，可用于制造多種功能材料，住許多高技術(shù)領(lǐng)域中起著越來越重要的獨(dú)特作用。5

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

張磊 - 副教授 - 西南大學(xué)