浅谈稀土的应用现状与前景

浅谈稀土的应用现状与前景12化本120900017贺惠苹摘要：21世纪的发展使稀土工业面临着新的挑战。为了适应时代的脉搏，探索新的产品和用途，必须对各种形式的稀土产物的特性和可能产生的附加值进行广泛、深入的研究。我国有丰富的稀土资源，约占世界己探明储量的80%以上。我国是世界稀土资源大国，我国稀土资源的特点是储量大、类型多、品种全、质量好、开采成本低。除Pm外的16个稀土元素，在我国从南到北分布齐全。北方以包头矿为主，生产轻稀土;南方以江西、四川、湖南、广东等省为主，生产中、重稀土。目前已形成了良好的生产布局，产量稳居世界首位。因此，开发推广稀土应用对充分利用我国富有的稀土资源、推动稀土产业的发展，具有重要的社会意义。关键字：稀土资源应用前景引言：稀土在国民经济发展中发挥着愈来愈重要的作用，其作用并不在于其自身的价格，而在于它在其他领域的应用能产生其自身价值数十倍甚至上万倍的经济效益和社会效益。近年来稀土应用领域越来越广泛，新的应用不断出现。以我国为例，稀土应用已遍及国民经济的13个领域40多个行业，经济效益十分显著。另一方面，稀土在高新技术领域的应用前景十分广阔，是高新技术发展的战略材料。稀土元素因其特有的4f层电子结构，而具有很好的光、电、磁性质，成为光、电、磁等新型功能材料的核心。它还可以与其他元素组合成性能优异的功能材料，在新材料发展中起重要作用。稀土材料在高新技术领域中具有十分重要的战略地位，人们都在大力加强稀土新材料的研究和开发，竞争十分激烈。[1]一稀土在钢铁冶金领域的应用稀土元素由于其特殊的原子结构和活性，作为微量添加剂用于钢、铸铁、钦、铝、镍、钨、钥等材料中，能产生消除杂质、细化晶粒和改善组成的神奇功效，从而改进合金的机械、物理和加工性能，提高合金的热稳定性和耐腐蚀性。例如，稀土作为添加剂，可以净化钢液，改变钢中夹杂物的形态和分布，细化晶粒，改善钢的组织和性能.稀土在钢铁冶金中的应用是中国稀土的最大消费领域。特别是在铸铁中的应用很普遍，一直占最大的比例。稀土在钢中的用量占的比例相应小一些。稀土在铸铁中的作用主要是作为球化剂、蠕化剂和孕育剂使用;稀土处理的合金铸铁件亦有发展。稀土铸铁主要应用于冶金行业的轧辊、钢锭模，以及汽车和拖拉机行业的曲轴、汽缸体、变速箱、履带，机械行业的各种齿轮、凸轮轴、各种机座，建筑行业的各种口径的输水管线和暖气片等。目前存在的问题是，稀土铸铁的用量还不多，推广面应进一步扩大。在钢中的作用主要是脱硫、脱氧、细化晶粒、去除杂质等作用，从而改善钢的各项力学性能。[2]二稀土在有色冶金中的应用稀土金属具有很高的化学活性和较大的原子半径，因此，将其用于有色金属及合金中，一般都可以产生良好的效果，如细化晶粒、防止偏析、去气、除杂、净化和改善金相组织等作用，从而在一定程度上改善合金的力学性能、物理性能、加工性能和综合使用性能。目前应用稀土量较多的是稀土铝合金和稀土镁合金。稀土还在铜及铜合金、铅合金、钦合金、硬质合金、贵金属等中得到了应用。稀土在有色金属中的作用主要有:（1）减轻非金属杂质的有害影响;（2）细化晶粒和枝晶组织.提高热塑性;（3）改变杂质存在状态;（4）降低基体表面张力，改善铸造性能;（5）提高有色金属的耐腐蚀性和高温抗氧化性能。[3]三稀土永磁材料稀土永磁材料一经发现，很快就.进入了商品化，应用领域不断扩大，产量不断增加。稀土永磁体主要应用在扬声器、磁选机、微型马达、音圈马达、汽车起动马达、传感器和医疗等设备和器件中。据日本高级轿车上使用马达数量统计，一辆轿车中使用59-}-68个微型马达。稀土永磁体用在磁共振成像仪中，可使MRI小型化、轻量化。在MRI中，如果使用铁氧体磁体，磁体重21吨，设一备总重70吨，而使用NdFeB磁体，磁体重2.6吨，设备总重24吨。因此，稀土永磁体在MRI上的应用不仅使MRI设备普及化，也是稀土永磁体的重要应用领域。目前飞速发展的电子计算机、磁电式仪表、磁悬浮系统等都已成为稀土水磁体的主要应用领域。[4]四储氢材料及镍氢电池镍氢电池是一种高能蓄电池，具有高容量、长寿命、可快充放、使用安全、无污染、与镍镐电池可互换等特点。目前已广泛应用于移动通讯、笔记本电脑、摄像机、电动工具等各种便携式电器中。随着电动汽车及其他清洁能源运输工具的开发，车用镍氢动力电池的大量需求将进一步促进稀土储氢材料的发展。镍氢电池目前主要用于移动通讯。镍氢电池的核心部分是负极储氢合金电极材料。稀土储氢合金电极材料以其易活化、充电曲线平坦以及抗中毒性能优越而被认为是最理想的储氢材料。在稀土储氢材料的应用基础研究方面，应重点研究稀土成分及添加工艺对储氢材料的电化学性能的影响，如电池容量、寿命、温度特性、工作电压等，进一步提高镍电池的工时间。深化对镍氢电池及其相关技术的基础研究，开发有优异电性能、长寿命的、质量稳定的稀土贮氢合金，发展具有我国自己知识产权的高性能稀土储氢材料。[5]五稀土在汽车尾气净化催化剂中的应用由于稀土元素具有独特的贮氧和催化功能.将其加入活性催化剂组分中，可改善催化剂的抗铅、硫中毒性、耐高温稳定性，并能改善催化剂的空燃比工作特性。有实际使用价值催化转化器与原车消音器相比，取代原车消音器，汽车尾气排放达到了国家标准。汽车排放的尾气已成为我国大、中城市主要的大气污染源之一。因此，发挥我国的稀土资源优势，开发汽车尾气净化用的三效稀土催化剂，解决大、中城市由汽车排放尾气造成的严重污染问题，将是稀土应用开发大有作为的一个重要方面。治理机动车尾气排放是我国未来防止大气污染的一个重要方面。我国稀土资源丰富，贵金属资源贫乏，利用稀土资源，开发并推广使用以稀土为主的具有我国特色的汽车尾气催化剂，具有重要意义。[6]六显示荧光粉稀土材料稀土元素因其优异的发光特性为新型发光材料提供了丰富的宝藏。目前，稀土荧光发光材料在照明、显示、信息等方面已获得广泛的应用。稀土荧光材料显示出许多优良的性能，除红粉必须用稀土荧光粉外，绿粉和蓝粉也将使用稀土光粉取代锌、惚硫化物粉，获得更高的亮度和清晰度。显示用稀土发光材料主要应用于彩色电视、雷达、计算机示波器等各类荧光屏上。其中彩色电视用阴极射线发光材料和计算机用各种发光材料发展最快。市场对彩电的需求，带动了稀土荧光粉工业的发展。[7]七稀土农用稀土在农林牧方面的应用前景非常广阔.结合我国大化肥的发展，通过添加稀土元素，开发生产了稀土一碳氨系列复混肥、稀土一尿素系列复混肥、稀土有机肥、稀土微肥、稀土饲料酵母等，以适应大田作物、苹果、畜牧、养殖的需要，拓宽了稀土在农业上的应用。[8]大量研究证明通过应用稀土可使农作物根深叶茂、干物质增多、种子发芽率提高、促进根系发育、叶绿素增加。我国是一个农业大国，稀土农用将会有很大的发展空间。稀土农用技术虽然取得了重大成果，但就广阔的农业领域和应用的巨大潜力来说，这仅仅是开始。[9]参考文献[1]上海交通人学《金相分析》编写组.金相分析[M].北京:国防工业出版社.1982[2]苏文清.关于稀土产业科学发展观的思考[J].世界有色金属.2004.10.[3]苏文清.中国稀土产业竞争力评价和分析[J].稀土信息.2004.10,2004.12.[4]崔臣.我国稀土产业发展的战略选择[J].稀土信息.2004:58-61[5]颜世宏，李宗安等.我国稀土金属产业现状及其发展前景[J].稀土2005.4.[6]徐光宪主编.稀土(下)(第二版).北京:冶金工业出版社，1995年.[7]国家计委稀土办，全国稀土信息网.1991--1995中国稀土年评及大事记.1996年5月.[8]张健.中国与国际有色金属资源大国的合作前景[J].中国金属通报.2005.[9]全国稀土信息网编译.世界稀土经济(第九版)，1996.