“稀土”一詞
對大家來說并不陌生,
在最近的國際熱點事件中頻繁出現(xiàn)。
那么,它究竟是什么土?
為何眾多國家都需要這種資源?
稀土晶體
**什么是稀土?**稀土指的并不是某一種物質(zhì),而是17種金屬元素的統(tǒng)稱,它包括鑭(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),以及與鑭系的15個元素密切相關(guān)的2個元素鈧(Sc)和釔(Y),是一種不可再生資源。
1794年,芬蘭化學(xué)家加多林從一塊形似瀝青的重質(zhì)礦石中分離出第一種稀土“元素”。由于18世紀(jì)時技術(shù)有限,發(fā)現(xiàn)的稀土礦物較少,當(dāng)時只能用化學(xué)法制得少量不溶于水的氧化物,歷史上習(xí)慣地把這種氧化物稱為“土”,因而得名稀土。因此,稀土盡管名字中有個“土”,但是跟我們印象中的土壤并沒有什么關(guān)系。
**稀土有哪些用途?**稀土元素有獨特的光學(xué)特性,部分稀土元素(如釹、鏑)還具有強(qiáng)磁性?;谶@些特性,稀土在多個重要領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用:
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新能源領(lǐng)域。稀土磁材,廣泛應(yīng)用于電機(jī)、傳感器、硬盤驅(qū)動器等領(lǐng)域。而在電動汽車中,驅(qū)動電機(jī)需采用高磁能積的稀土永磁材料,以提高能效和功率密度;風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)部分也依賴稀土磁材,實現(xiàn)高效的電能轉(zhuǎn)換。稀土磁材已成為電動汽車、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、機(jī)器人等高端制造的核心部件。
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國防領(lǐng)域。稀土永磁材料在軍工領(lǐng)域表現(xiàn)卓越,可用于制導(dǎo)系統(tǒng)、雷達(dá)和聲吶設(shè)備。精確制導(dǎo)武器的制導(dǎo)系統(tǒng),需高性能稀土材料確保制導(dǎo)的準(zhǔn)確性和可靠性;稀土涂層能吸收雷達(dá)波,被用于隱身戰(zhàn)斗機(jī)和艦艇,如隱身戰(zhàn)斗機(jī)的雷達(dá)吸波涂層,利用稀土的特殊性能降低被雷達(dá)探測的概率。
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高端制造領(lǐng)域。稀土元素如銪、鋱的離子在紫外光激發(fā)下能發(fā)出特定波長的可見光,廣泛應(yīng)用于熒光粉、LED 照明和顯示器。稀土元素釹、鐿是固體激光器和光纖激光器的核心材料,鑭、鈰用于半導(dǎo)體拋光,鉺用于光纖通信中的信號放大,支撐著 5G 光傳輸網(wǎng)絡(luò)和光纖通信骨干網(wǎng)的發(fā)展。例如,LED 照明中的熒光粉依賴稀土元素實現(xiàn)高效的發(fā)光轉(zhuǎn)換,光纖通信中的信號放大器依靠鉺等稀土元素確保信號的穩(wěn)定傳輸。
總之,稀土在新能源、國防、高端制造等領(lǐng)域都承擔(dān)著關(guān)鍵角色。稀土資源的開發(fā)利用,直接關(guān)系到國家安全和綠色經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型,是不可替代的戰(zhàn)略資源。西班牙《郵報》曾進(jìn)一步列舉了稀土資源的重要性和用途。文章說,稀土的獲取難度并非源于其稀有性,而是由于開采和處理的復(fù)雜性。它們是全球最重要產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵原材料。據(jù)估計,制造一架美國戰(zhàn)斗機(jī)需要用到400公斤稀土元素,這些稀土被用于制造發(fā)動機(jī)或飛機(jī)雷達(dá)。
他讓中國“稀土”成功逆襲眾所周知,中國是世界稀土資源儲量最大的國家,主要稀土礦有白云鄂博稀土礦、山東微山稀土礦、冕寧稀土礦等。中國是唯一能夠提供全部17種稀土金屬的國家,稀土儲量曾一度占世界總儲量的近80%,是名副其實的“稀土大國”。
然而,我國雖然有豐富的稀土資源,但在20 世紀(jì) 80 年代,卻因為缺乏高效的提純技術(shù),只能低價出口混合稀土,再高價進(jìn)口國外提純的高純度稀土產(chǎn)品。“空有寶山,卻要受制于人”,這令人扼腕嘆息的局面,最終被徐光憲****院士所改變。
以鐠釹分離為例,使用串級萃取技術(shù)的話,純度可達(dá)到 99.99%,而且成本還降低了75%。在串級萃取技術(shù)引領(lǐng)下,中國稀土行業(yè)實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍,在國際舞臺上擁有了更強(qiáng)的話語權(quán),為后續(xù)我國稀土產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。如此巨大的貢獻(xiàn),也讓徐光憲院士獲得了 2008 年度“國家最高科學(xué)技術(shù)獎”。
徐光憲的成功,使中國從稀土資源大國一躍成為稀土生產(chǎn)和出口大國,撬動了全世界的稀土市場格局。到上世紀(jì)90年代初,由于我國單一高純度稀土大量出口,國際稀土價格降為原來近四分之一。包括美國鉬公司、日本的稀土分離企業(yè)、法國的羅地亞公司等長期霸占世界市場的稀土壟斷企業(yè),不得不減產(chǎn)、停產(chǎn)、破產(chǎn)或?qū)で笸袊诉M(jìn)行技術(shù)合作。他們把這稱為“China Impact”(中國沖擊),這是徐光憲締造的“中國傳奇”。
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編輯:晴晨
綜合自新華社、科普中國、中國礦業(yè)報、北京大學(xué)新聞網(wǎng)等