稀土行業的檢測新方法

㈠ 稀土元素的分離的技術

稀土元素分離的新方法 譯自：《SCIENCE》 前言：稀土元素及其化合物在現代技術中佔有重要的地位，但其單一元素的分離卻是一項復雜的過程。2000年國際最具權威的學術期刊Science雜志發表了日本科學家Uda等人的一篇論文（289卷，2326-2329頁），提供了一種全新方法，大大簡化了稀土分離的步驟，為降低稀土的高昂價格提供了一個令人振奮的機會。他們通過控制稀土不同氧化態以及利用二鹵、三鹵化物揮發性的差異來達到稀土元素分離的目的。這不僅僅是有趣的科學現象，同時也將對稀土生產以及以其為原料的材料和器件的製造業產生重大影響。英國劍橋大學的Fray教授對此論文進行了權威評述，發表在同期的2326-2329頁，現摘譯如下。 「稀土元素」這一稱謂源自早期的觀點，當時認為這些元素只能從非常稀有的材料中分離得到。然而地質勘察結果表明這些元素在地殼中儲量相當豐富，例如鈰的儲量高於鈷，釔的儲量高於鉛，鑥和銩儲量與銻、汞、銀相當。但是由於它們的物理、化學性質比較接近，稀土元素通常在地殼中聚集出現，這使得它們的分離非常困難。正因為如此，僅僅是分離和鑒定出所有的稀土元素就用了從1839到1907年的將近70年時間。稀土元素在現代科技中佔有重要地位，但與其它金屬相比，稀土元素非常昂貴。稀土氧化物的價格根據其稀少程度和萃取方法的不同，從$20/kg到$7000/kg不等，而稀土金屬又比其氧化物大約貴$80/kg。這種狀況完全是由於稀土元素難於分離造成的。傳統的稀土分離是基於溶劑萃取和離子交換的過程，這些方法很繁瑣，近年來也只有一些很小的改進，沒有實質性的改變。在傳統工藝中，富含稀土元素的礦石首先要經過濃酸或濃鹼溶解，這是最簡單的一步，而隨後稀土元素進一步的分離則是無機化學中一個巨大的難點。目前有兩種方法已經用於商業生產中，一種是以固－液系統為基礎，利用分步結晶或沉澱法分離，另一種則以液－液系統為基礎，利用離子交換或溶劑萃取的方法達到分離。20世紀60年代以來，液－液萃取成為較流行的工藝路線。在這種方法中，稀土元素首先被分離進入酸性有機相。現代工藝中通常要求有機相含有可互溶的兩相，因為高粘性的活性組分（萃取劑）必須得以溶解以保證兩相混合均勻。然而，液－液萃取分離的效率通常較低，且需要多次循環。例如Molycorp提取氧化銪了的流程（如圖）就顯示了這種方法的復雜性，每一級的分離系數只有2～10。與之相比，Uda等人所報道的新方法中分離系數高達500～600，因而極大地減少了分離步驟。他們是通過將不同鹵化物的合成熱力學與揮發度二者差異的完美結合而實現這一目標的。 稀土元素在冶金、燃料電池、玻璃和制陶染色以及磁體生產等領域都有廣泛的應用。在冶金工業中，將「混合稀土金屬」（從混合氧化物中直接還原得到的一種稀土金屬混合物）加入熔融鐵水或有色金屬中，可以改進金屬的機械性質。例如用鎂等有色金屬替代鐵，可以製造更為輕便道交通工具。低溫燃料電池需要儲氫，使用鑭－鎳合金可以達到這個目的。高溫燃料電池使用稀土氧化物穩定的氧化鋯作為電解質，一些電極材料也含有稀土元素。同樣的電解質若用於氧感測器，可以用來控制內燃機，以及測量熔化的鐵水和銅水中的氧含量。而且，利用釓合金的磁熱效應可以在不同系統中實現磁致冷或磁致熱。目前，稀土氧化物最大的用途仍然是有色玻璃和陶瓷。加入釹可使玻璃從藍色變成酒紅色，加鐠可變成綠色，加鉺可變成粉紅色，加鈥可變成藍色。將稀土與其它元素結合，可以生成其它顏色，比如，鈦和鈰結合生成黃色。稀土元素應用增長最快的領域是對其磁性的應用。釤－鈷合金和釹－鐵－硼合金是非常穩定的磁體，它們有很高的剩磁和矯頑力。這些磁體是構成硬碟驅動器、電動發動機和耳塞的必需部分。稀土元素的應用很有可能會繼續增加，但是許多應用被這些元素高昂的價格所限制。Uda等人報道的新方法將會使稀土元素的分離方法向更為簡單、便捷的方向發展，進一步降低稀土價格，為這些獨特的元素開辟更加廣闊的應用前景。（參考文獻略）
中間有圖，可以發E-Mail給你

㈡ 中國稀土行業的發展歷程

被稱作「工業維生素」的稀土產業在我國的發展可追溯到1949年，當年國家有關部委組織北京地質研究所白雲鄂博調查隊對白雲鄂博進行了大規模地質勘查與研究。隨後於20世紀60年代我國才正式建成稀土生產線。我國稀土正式由實驗室走向產業化。

截止目前，我國稀土產業的發展大致可分為四個階段，目前正處在調整優化階段。

㈢ 任務稀土配分量的測定

——ICP-AES法

任務描述

稀土配分是稀土分析的一項重要項目，目前主要方法有XRF和ICP-AES。ICP-AES法具有快速、准確的特點，在稀土配分的測定中獲得了廣泛的應用。本任務主要是測定氯化稀土、碳酸輕稀土中的稀土配分，其他樣品中稀土配分的測定方法與該法類似，只要根據樣品性質改變標准溶液的配分組成，使其與待測樣品組成相近即可。通過本任務的練習，熟練掌握ICP-AES儀器的操作，並用其進行稀土配分的測定。

任務實施

一、儀器和試劑准備

（1）氧化鑭［w（ReO）＞99.5%，La₂O₃/ReO＞99.99%］。

（2）氧化鈰［w（ReO）＞99.5%，Ce₂O₃/ReO＞99.99%］。

（3）氧化鐠［w（ReO）＞99.5%，Pr₂O₃/ReO＞99.99%］。

（4）氧化釹［w（ReO）＞99.5%，Nd₂O₃/ReO＞99.99%］。

（5）氧化釤［w（ReO）＞99.5%，Sm₂O₃/ReO＞99.99%］。

（6）過氧化氫（30%）。

（7）鹽酸（ρ＝1.19g/mL）。

（8）鹽酸（1＋1）。

（9）鹽酸（1＋19）。

（10）硝酸（1＋1）。

（11）氧化銪標准貯存溶液：稱取0.1000g 經950℃灼燒1h 的氧化銪［w（ReO）＞99.5%，Eu₂O₃/ReO＞99.99%］，置於100mL 燒杯中，加入10mL 鹽酸，低溫加熱溶解後，取下冷卻至室溫。移入100mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液1mL 含1mg氧化銪。

（12）氧化釓標准貯存溶液：稱取0.1000g 經950℃灼燒1h 的氧化釓［w（ReO）＞99.5%，Gd₂O₃/ReO＞99.99%］，置於100mL 燒杯中，加入10mL 鹽酸，低溫加熱溶解後，取下冷卻至室溫。移入100mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液1mL 含1mg氧化釓。

（13）氧化鋱標准貯存溶液：稱取0.1000g 經950℃灼燒1h 的氧化鋱［w（ReO）＞99.5%，Tb₂O₃/ReO＞99.99%］，置於100mL 燒杯中，加入10mL 鹽酸，低溫加熱溶解後，取下冷卻至室溫。移入100mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液1mL 含1mg氧化鋱。

（14）氧化鏑標准貯存溶液：稱取0.1000g 經950℃灼燒1h 的氧化鏑［w（ReO）＞99.5%，Dy₂O₃/ReO＞99.99%］，置於100mL 燒杯中，加入10mL 鹽酸，低溫加熱溶解後，取下冷卻至室溫。移入100mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液1mL 含1mg氧化鏑。

（15）氧化鈥標准貯存溶液：稱取0.1000g 經950℃灼燒1h 的氧化鈥［w（ReO）＞99.5%，Ho₂O₃/ReO＞99.99%］，置於100mL 燒杯中，加入10mL 鹽酸，低溫加熱溶解後，取下冷卻至室溫。移入100mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液1mL 含1mg氧化鈥。

（16）氧化鉺標准貯存溶液：稱取0.1000g 經950℃灼燒1h 的氧化鉺［w（ReO）＞99.5%，Er₂O₃/ReO＞99.99%］，置於100mL 燒杯中，加入10mL 鹽酸，低溫加熱溶解後，取下冷卻至室溫。移入100mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液1mL 含1mg氧化鉺。

（17）氧化銩標准貯存溶液：稱取0.1000g 經950℃灼燒1h 的氧化銩［w（ReO）＞99.5%，Tm₂O₃/ReO＞99.99%］，置於100mL 燒杯中，加入10mL 鹽酸，低溫加熱溶解後，取下冷卻至室溫。移入100mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液1mL 含1mg氧化銩。

（18）氧化鐿標准貯存溶液：稱取0.1000g 經950℃灼燒1h 的氧化鐿［w（ReO）＞99.5%，Yb₂O₃/ReO＞99.99%］，置於100mL 燒杯中，加入10mL 鹽酸，低溫加熱溶解後，取下冷卻至室溫。移入100mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液1mL 含1mg氧化鐿。

（19）氧化鑥標准貯存溶液：稱取0.1000g 經950℃灼燒1h 的氧化鑥［w（ReO）＞99.5%，Lu₂O₃/ReO＞99.99%］，置於100mL 燒杯中，加入10mL 鹽酸，低溫加熱溶解後，取下冷卻至室溫。移入100mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液1mL 含1mg氧化鑥。

（20）氧化釔標准貯存溶液：稱取0.1000g 經950℃灼燒1h 的氧化釔［w（ReO）＞99.5%，Y₂O₃/ReO＞99.99%］，置於100mL燒杯中，加入10mL鹽酸，低溫加熱溶解後，取下冷卻至室溫。移入100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液1mL含1mg氧化釔。

（21）混合稀土標准溶液：分別移取 5.00mL 各稀土氧化物標准貯存溶液，置於100mL容量瓶中，加入10mL鹽酸，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液1mL含各單一稀土氧化物分別為50.0μg。

（22）標准系列溶液的制備：按表6 -9 准確稱取氧化鑭、氧化鈰、氧化鐠、氧化釹和氧化釤（經 950℃灼燒 1 h ），分別置於 4 個 200mL 燒杯中，並按照順序分別移取4.00mL、8.00mL、12.00mL、16.00mL混合稀土標准溶液（21）於各燒杯中，加入20mL硝酸，低溫加熱，滴加過氧化氫助溶，試料完全溶解後，加熱蒸發至近干。冷卻，移入1L容量瓶中，以鹽酸稀釋至刻度，混勻，待測。各標准溶液中氧化稀土總量為0.2g/L。標准系列溶液濃度見表6-10。

表6-9 氧化鑭、氧化鈰、氧化鐠、氧化釹和氧化釤稱取量

表6-10 標准系列溶液濃度

（23）電感耦合等離子體原子發射光譜儀（單道掃描型）。

二、試樣制備

（1）氯化稀土試樣的制備：將試樣破碎，迅速置於稱量瓶中，立即稱量。

（2）碳酸輕稀土試樣的制備：試樣開封後立即稱量。

三、分析步驟

稱取2.00 g試樣，精確至0.0001 g。將試料置於200mL燒杯中，加10mL鹽酸，加熱至完全溶解（必要時滴加過氧化氫助溶），蒸發至近干，冷卻後移入500mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。按照試料中所含氧化稀土總量，分取一定體積溶液於50mL容量瓶中，以鹽酸稀釋至刻度，混勻，使得試液中氧化稀土總量約為0.2g/L。待測。

將分析試液與標准系列溶液同時進行氬等離子體光譜測定。各元素分析線見表6-11。

表6-11 各元素分析線

續表

四、質量表格填寫

任務完成後，填寫附錄一質量表格3、4、9。

任務分析

一、ICP-AES與XRF法測定稀土配分量的比較

長期以來，XRF是人們所公認的測定混合稀土試樣中稀土配分的理想分析方法，它具有快速、准確、多元素同時測定和不用進行化學前處理等優點。基於ICP-AES分析混合稀土中稀土配分，具有簡便、快速、精密度好、線性范圍寬等優點，它在混合稀土試樣分析中的應用日益廣泛，成為一種可以與XRF相媲美的另一重要分析技術。

（一）XRF法

樣品制備：XRF法是一種高精密度的分析方法，影響分析精密度的因素主要是樣品制備、儀器穩定性和計數的統計漲落。後者通過電子技術和測量方法的改進可得到有效的控制，所以樣品制備則成為影響分析精度的主要因素。表6-12列出幾種混合稀土氧化物分析的樣品制備方法的比較。

表6-12 制樣方法比較

（二）ICP-AES法

ICP-AES法測定稀土配分的主要問題是光譜干擾和基體效應。為了降低光譜干擾和基體效應，往往採取稀釋試樣的方法。一般選取0.1～1.0mg/mL的進樣濃度，可以滿足靈敏度的要求。採取稀釋試樣的好處是：

（1）可以將稀土間的譜線干擾降低到最低程度；

（2）可以消除因基體不同引起的非光譜干擾效應；

（3）不必採取基體匹配的方法來配製標准溶液系列，用同一工作曲線即可分析化學組成廣泛變化的不同類型的試樣。

另外，正確選擇分析線是ICP-AES測定混合稀土配分的關鍵。對於來源不同的混合稀土試樣，分析線的選擇應有所不同；在分析靈敏度滿足要求的前提下，根據儀器條件，可以選用靈敏線或次靈敏線。一般情況不使用內標。表6-13列出了不同混合稀土分析時採用的分析線，供參考使用。

表6-13 混合稀土試樣分析時選擇的分析線

二、電感耦合等離子體原子發射光譜分析簡介

電感耦合等離子體（ICP，Inctive Coupled Plasma），又稱感耦等離子體或高頻等離子體，是20世紀60年代中期發展起來的一種新型原子發射光譜分析法，它是以電感耦合等離子體光源代替經典的激發光源（電弧、火花），是目前用於原子發射光譜的主要光源。ICP具有環形結構、溫度高、電子密度高、惰性氣氛等特點，用它作激發光源具有檢出限低、線性范圍寬、電離和化學干擾少、准確度和精密度高等分析性能。

（一）ICP光源及特點

ICP光源一般由高頻發生器和感應圈、等離子矩管和供氣系統、試樣引入系統三部分組成。高頻發生器的作用是產生高頻磁場以供給等離子體能量。應用最廣泛的是利用石英晶體壓電效應產生高頻振盪的他激式高頻發生器，其頻率和功率輸出穩定性高。頻率多為27～50MHz，最大輸出功率通常為2～4kW。感應線圈一般以圓銅管或方銅管繞成2～5匝水冷線圈。

等離子體矩管由三層同心石英管組成。外管通以氬氣，以切線方向引入，稱為冷卻氣。中管通以氬氣，起維持並抬高等離子體焰矩的作用，稱為輔助氣。內管為1～2 mm的細管，通以氬氣為載氣，以將試樣引入等離子體中。

ICP光源具有以下的特性：

（1）溫度高，惰性氣氛，原子化條件好，有利於難熔化合物的分解和元素激發，有很高的靈敏度和穩定性。

（2）具「趨膚效應」，感應電流在外表面處密度大，使表面溫度高，軸心溫度低，中心通道進樣對等離子的穩定性影響小。有效消除自吸收現象，線性范圍寬（4～5個數量級）。

（3）ICP中電子密度大，鹼金屬電離造成的影響小。

（4）基體效應小，試樣組分變化對 ICP 影響小，進樣量也小，ICP 放電不隨基體變化。

（5）自吸效應小，在中央通道原子化、激發，外圍沒有低溫吸收層。

（6）樣品能全部進入ICP，無電極放電、電極污染。

（7）對非金屬測定靈敏度低，儀器昂貴，操作費用高。

（二）ICP光譜分析過程

ICP發射光譜分析過程主要分為3步：即激發、分光和檢測。

（1）利用等離子體激發光源使試樣蒸發汽化，離解或分解為原子狀態，原子可能進一步電離成離子狀態，原子及離子在光源中激發發光。試樣經霧化器形成氣溶膠，通過載氣氬氣流帶入到中心石英管內，然後引入等離子體。

（2）利用光譜儀器分光系統將光源發射的光分解為按波長排列的光譜。利用單色器將復合光分解成單色光或有一定寬度的譜帶。單色器通常有棱鏡和光柵兩類。

（3）利用光電轉換器檢測光譜，按測定得到的光譜波長對試樣進行定性分析，按發射光強度進行定量分析。

（三）ICP定量分析方法

ICP定量分析方法主要有標准曲線法、標准加入法、內標法。

三、ICP發射光譜在稀土分析中的應用及光譜干擾的消除

（一）ICP-AES在稀土分析中的應用

ICP-AES在許多領域都獲得了廣泛的應用。在稀土分析中，ICP-AES已經成為一種必備的分析儀器。眾所周知，稀土元素的化學性質十分相似，重量法、滴定法、吸光光度法等在單一稀土分析方面是比較困難的，而ICP-AES在分析單一稀土含量方面具有獨特的優勢，因此ICP-AES在稀土礦物分析、混合稀土氧化物配分的測定、單一稀土產品純度的測定、稀土新型功能材料中稀土含量的測定等各個方面都獲得了十分廣泛的應用。

（二）ICP-AES測定稀土元素的光譜干擾及其消除

稀土元素具有十分豐富的發射光譜，根據其光譜的復雜程度，可將稀土元素分為三個組。

第一組：La、Eu、Yb、Y、Lu、Sc，該組元素譜線相對簡單；

第二組：Pr、Gd、Tm，該組元素譜線復雜程度居中；

第三組：Ce、Nd、Sm、Tb、Dy、Ho、Er，該組元素譜線最復雜。

需要注意的是，以上關於譜線復雜程度的描述中，所謂的「簡單」、「復雜程度居中」是指稀土元素之間的一個相互比較，總的來說，稀土元素的發射光譜線都是非常豐富的。

表6-14列出了鑭系元素在電弧光源中發射的譜線數目，可以對稀土元素的譜線復雜性有個直觀的了解。

一般而言，譜線少的稀土元素分析靈敏度高；而譜線復雜的稀土元素分析靈敏度低。

表6-14 鑭系元素在電弧光源中發射的譜線數目

光譜干擾在ICP發射光譜光源中比化學火焰光源要嚴重，加上稀土元素譜線比較復雜，因此，當測定稀土基體中痕量稀土雜質時，光譜干擾則成為一個突出的問題。稀土間的譜線干擾，可以分為三種情況：①基體線與分析線完全重疊；②分析線的一側有一強基體線存在，產生線翼的干擾（即部分重疊）；③分析線介於兩條弱基體線之間，或者在其很近的一側有一弱基體線。對於①②兩種情況，該分析線不能採用，必須另選分析線。對於第③種情況，則取決於基體濃度和待測物的濃度。若基體濃度較小，而待測物濃度較大，則由基體線產生的干擾信號占待測物產生的信號比例很小，則這種干擾可以忽略。若基體濃度很大，而待測物濃度很低，則會給測定帶來很大的困難，甚至不能進行分析。對於稀土分析，可以採用以下一些辦法來解決光譜干擾問題。

（1）稀釋法。在分析靈敏度滿足要求的前提下，可以採用高倍稀釋法將基體稀釋到一定的濃度，使其干擾處於可以忽略的水平。當然，這種方法要求待測物濃度不能太低，因此其應用范圍有限。

（2）另選分析線。這是發射光譜分析中經常採用的方法。當待測物的最靈敏線受基體線干擾時，可以選用其他不受基體干擾的譜線作為分析線。在靈敏度滿足要求的情況下，這是一種非常有效的方法，這也充分體現了發射光譜分析方法的靈活性。

（3）採用具有高解析度和高色散率的光譜儀器。在稀土分析中，單道掃描型光譜儀是應用最廣泛的儀器。其最大的優點是解析度高，適應性強，允許任意選擇譜線以滿足不同試樣的分析要求。

（4）化學分離法。用化學分離法將稀土基體元素分離除去，這是解決基體譜線干擾的一個有效的辦法。分離基體的同時，可以對待測元素進行富集。但是，分離過程中，待測元素的損失是一個不容忽視的問題。

（5）干擾系數法。干擾系數可以表徵干擾元素對分析元素干擾的程度，也稱干擾因子或K系數。干擾系數法是實際應用最廣泛的校正干擾的數學方法，多數ICP光譜儀軟體中均採用這種方法。其他許多校正干擾的數學方法，比如導數光譜法、自模式曲線分辨法、偏最小二乘法等，雖然比較精密，但至今多數未能在商品 ICP 光譜儀軟體中實際採用。

干擾系數是指干擾元素所造成分析元素濃度升高與干擾元素濃度的比值。

要想用干擾系數法校正干擾，必須要知道干擾元素濃度，即在測定樣品時同時要測出干擾元素濃度。

實驗指南與安全提示

由於稀土元素譜線復雜，對儀器解析度要求較高，因此，目前單道掃描型等離子體發射光譜儀是在稀土分析領域唯一獲得廣泛應用的一類儀器。

單道掃描型儀器在分析前需要對每條譜線進行尋峰，因此必須配製一定濃度的尋峰液，通常將所測得的元素配製成混合尋峰液，每種元素的濃度一般為5～10μg/L。

尋峰時，若某元素的譜峰偏離較大時，必須對該元素重新進行尋峰。若用混合尋峰液仍不能尋找到所需要的譜峰，則可以用單一元素的尋峰液進行尋峰操作，一般都能獲得滿意結果。

ICP-AES測定稀土配分時，標准溶液和實際樣品的配分必須接近，因此分析過程中遇到配分變化比較大的樣品，必須採用與該樣品配分接近的標准進行重新校準測定。

在ICP儀器上測量的樣品應確保無沉澱或懸浮物，必要時應過濾，一些顆粒很細的膠體溶液應離心，以免發生霧化器堵塞。過高鹽分的樣品應適當稀釋後才能測定。

批量樣品的測定樣品間應用稀的酸或去離子水清洗，並注意清洗足夠的時間，以免污染下一個樣品。儀器測量一定時間應插入測定一些已知濃度的質量控制樣品進行中間檢查，檢查測量結果是否在給定的結果范圍，如測量結果誤差較大，應根據情況重新做工作曲線或停機檢查。

在使用儀器的過程中，最重要的是注意安全，避免發生人身、設備事故。同時，嚴格按照儀器操作規程操作。使用ICP時，要特別注意點火時應確保冷卻水水溫、氬氣壓力正常，蠕動泵泵管安裝正確，矩管和線圈乾燥才能點火。

進行分析時應注意檢查儀器的性能。一般儀器需預熱穩定，測定樣品前首先應注意檢查儀器的靈敏度和精密度。可查看某標准溶液的信號強度和多次測定相對標准偏差是否滿足要求。

在測定過程中，若等離子體顏色與氣氛異常，要立即關閉等離子體炬，查找污染的原因並處理後再點火測定。如果是新換氣瓶後焰炬出現異常，一般是氬氣的純度不夠好，應重新換成高純的氬氣，然後再點火測定。

案例分析

贛州有色冶金研究所分析室某分析員工在用ICP-AES測定混合稀土氧化物的稀土配分時發現校準曲線失敗，該員工懷疑標准溶液失效，重新配製後仍然出現同樣的問題。請你幫他分析一下可能的原因。

拓展提高

稀土產品分析簡介

一、混合稀土產品分析簡介

混合稀土產品是指一般稀土冶煉廠所生產的混合稀土金屬和混合稀土化合物。混合稀土金屬常隨其稀土配分而分成富鈰混合稀土金屬、富鑭混合稀土金屬等。混合稀土化合物按陰離子成分分為混合稀土氯化物、混合稀土氟化物、混合稀土硝酸鹽等。混合稀土氧化物經常是分離單一稀土的原料，按其稀土配分分成輕稀土氧化物、重稀土氧化物。有時，為了強調某些價值較高的稀土元素的含量又分為富釔混合稀土、中釔混合稀土、低銪中釔混合稀土等。

混合稀土產品的主要分析項目及方法列於表6-15。

表6-15 混合稀土產品的主要分析項目及方法

二、單一稀土產品分析簡介

單一稀土產品主要指單一稀土金屬、單一稀土氧化物等，它們是電子、發光和激光技術中的重要材料。由於對單一稀土產品的純度要求比較高，除了需要測定其中的稀土雜質以外，還要測定常見的非稀土雜質。測定稀土雜質的常用手段是ICP-AES、ICP-MS、NAA等。少數純度不太高的試樣也可以採用XRF。

ICP-AES在高純稀土分析中已獲得廣泛的應用，成為稀土產品質量控制的主要分析方法。分析靈敏度完全可以滿足99.9%～99.99% 高純稀土分析的要求。該方法操作簡便、重現性好、分析效率高，不用復雜的化學前處理。其存在的主要問題是：

（1）分析靈敏度不夠高，不能滿足99.99% 以上高純稀土分析的要求；

（2）光譜干擾嚴重，特別是對稀土基體具有復雜光譜的情況；

（3）存在基體效應，一般要求在分析試樣和標樣之間進行基體匹配；

（4）固體稀土試樣直接分析的問題沒有真正解決。

20世紀80年代出現的ICP-MS技術是一種最有效的痕量元素的檢測手段。目前，這一技術應用日益廣泛。ICP-MS具有諸多優點，如高靈敏度、高選擇性、多元素檢測能力，可測元素覆蓋面廣及線性范圍寬等。在眾多優點中，ICP-MS最突出的優點是具有極為出色的檢測能力，與ICP-AES相比，對許多元素的檢出限降低了2～3個數量級，達pg/mL級。目前，ICP-MS可用於99.99%～99.9999% 高純稀土材料的直接分析，無須任何化學分離預富集。表6-16列出了ICP-MS直接測定高純稀土氧化物中痕量稀土雜質的應用情況。

表6-16 ICP-MS直接分析高純稀土的應用情況

ICP-MS分析高純稀土的主要問題是：質譜干擾，基體效應及不適於高鹽溶液試樣的分析。此外，儀器價格昂貴和運行費用高也成為阻礙其推廣應用的重要因素。

從表6-16可以看出，對Pr₆O₁₁、Nd₂O₃、Gd₂O₃、Tb₄O₇、Dy₂O₃、Yb₂O₃等高純稀土，ICP-MS無法直接測定其中的所有稀土雜質，原因在於這些基體形成的氧化物、氫氧化物及氫化物離子干擾限制了一些重稀土雜質的測定。例如：¹⁴¹Pr₆OH_2＋、¹⁵⁸GdH^＋、¹⁴³NdO^＋和¹⁴²NdOH^＋對單同位素¹⁵⁹Tb的干擾，這導致了某些高純稀土中的稀土雜質不能完全測定。

對於ICP-MS測定過程中出現的質譜干擾問題，現階段的解決方法主要有化學分離法和干擾校正法，前者通過化學手段對基體進行分離，可以得到很好的效果，但是前處理較為復雜，很少實現在線分離檢測，急需解決的問題是ICP-MS與分離技術聯用的介面問題。對於基體效應，解決的方法主要有內標補償法、逐級稀釋法和化學分離法。一般來說，內標補償法可以有效地降低基體效應，得到很好的分析結果，應用也較為廣泛；逐級稀釋法可以測定在最佳分析濃度時，尋找不影響測定結果的基體濃度；而化學分離法能有效解決質譜干擾和基體效應，但尋找合適分離洗脫材料和解決介面的聯用問題仍是ICP-MS測定高純稀土材料中痕量雜質的關鍵。

㈣ 稀土是什麼東西它有什麼用途

概述】
稀土就是化學元素周期表中鑭系元素—鑭（La）、鈰（Ce）、鐠(Pr)、釹(Nd)、鉕(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、鑥(Lu)，以及與鑭系的15個元素密切相關的兩個元素—鈧（Sc）和釔（Y）共17種元素，稱為稀土元素（Rare Earth）。簡稱稀土（RE或R）。
編輯本段【稀土的分類】
1）輕稀土（又稱鈰組）：鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓。
2）重稀土（又稱釔組）：鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鑥、鈧、釔。
鈰組與釔組之別，是因為礦物經分離得到的稀土混合物中，常以鈰或釔比例多的而得名。
稀土金屬(rare earth metals)又稱稀土元素，是元素周期表ⅢB族中鈧、釔、鑭系17種元素的總稱，常用R或RE表示。它們的名稱和化學符號是鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、鉕(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、鑥(Lu)。它們的原子序數是21(Sc)、39(Y)、57(La)到71(Lu)。
編輯本段【名稱由來】
17種稀土元素名稱的由來及用途
鑭(La) � �"鑭"這個元素是1839年被命名的，當時有個叫"莫桑德"的瑞典人發現鈰土中含有其它元素，他借用希臘語中"隱藏"一詞把這種元素取名為"鑭"。 鑭的應用非常廣泛，如應用於壓電材料、電熱材料、熱電材料、磁阻材料、發光材料（蘭粉）、貯氫材料、光學玻璃、激光材料、各種合金材料等。她也應用到制備許多有機化工產品的催化劑中，光轉換農用薄膜也用到鑭，在國外，科學家把鑭對作物的作用賦與"超級鈣"的美稱。
鈰（Ce） "鈰"這個元素是由德國人克勞普羅斯，瑞典人烏斯伯齊力、希生格爾於1803年發現並命名的，以紀念1801年發現的小行星--穀神星。
鈰的廣泛應用:
（1）鈰作為玻璃添加劑，能吸收紫外線與紅外線，現已被大量應用於汽車玻璃。不僅
能防紫外線，還可降低車內溫度，從而節約空調用電。從1997年起，日本汽車玻
璃全加入氧化鈰，1996年用於汽車玻璃的氧化鈰至少有2000噸，美國約1000多噸.
（2）目前正將鈰應用到汽車尾氣凈化催化劑中，可有效防止大量汽車廢氣排到空氣中
美國在這方面的消費量占稀土總消費量的三分之一強。
（3）硫化鈰可以取代鉛、鎘等對環境和人類有害的金屬應用到顏料中，可對塑料著色
，也可用於塗料、油墨和紙張等行業。目前領先的是法國羅納普朗克公司。
（4）Ce:LiSAF激光系統是美國研製出來的固體激光器，通過監測色氨酸濃度可用
於探查生物武器，還可用於醫學。鈰應用領域非常廣泛，幾乎所有的稀土應用領
域中都含有鈰。如拋光粉、儲氫材料、熱電材料、鈰鎢電極、陶瓷電容器、壓電
陶瓷、鈰碳化硅磨料、燃料電池原料、汽油催化劑、某些永磁材料、各種合金鋼
及有色金屬等。
鐠(Pr) �� 大約160年前，瑞典人莫桑德從鑭中發現了一種新的元素，但它不是單一元素，莫桑德發現這種元素的性質與鑭非常相似，便將其定名為"鐠釹"。"鐠釹"希臘語為"雙生子"之意。大約又過了40多年，也就是發明汽燈紗罩的1885年，奧地利人韋爾斯巴赫成功地從"鐠釹"中分離出了兩個元素，一個取名為"釹"，另一個則命名為"鐠"。這種"雙生子"被分隔開了，鐠元素也有了自己施展才華的廣闊天地。鐠是用量較大的稀土元素，其用於玻璃、陶瓷和磁性材料中。
鐠的廣泛應用:
（1）鐠被廣泛應用於建築陶瓷和日用陶瓷中，其與陶瓷釉混合製成色釉，也可單獨作
釉下顏料，製成的顏料呈淡黃色，色調純正、淡雅。
（2）用於製造永磁體。選用廉價的鐠釹金屬代替純釹金屬製造永磁材料，其抗氧性能
和機械性能明顯提高，可加工成各種形狀的磁體。廣泛應用於各類電子器件和馬
達上。
（3）用於石油催化裂化。以鐠釹富集物的形式加入Y型沸石分子篩中制備石油裂化催
化劑，可提高催化劑的活性、選擇性和穩定性。我國70年代開始投入工業使用，
用量不斷增大。
(4)鐠還可用於磨料拋光。另外，鐠在光纖領域的用途也越來越廣。
釹(Nd) � �伴隨著鐠元素的誕生，釹元素也應運而生，釹元素的到來活躍了稀土領域，在稀土領域中扮演著重要角色，並且左右著稀土市場。 �
釹元素憑借其在稀土領域中的獨特地位，多年來成為市場關注的熱點。金屬釹的最大用戶是釹鐵硼永磁材料。釹鐵硼永磁體的問世，為稀土高科技領域注入了新的生機與活力。釹鐵硼磁體磁能積高，被稱作當代"永磁之王"，以其優異的性能廣泛用於電子、機械等行業。阿爾法磁譜儀的研製成功，標志著我國釹鐵硼磁體的各項磁性能已跨入世界一流水平。釹還應用於有色金屬材料。在鎂或鋁合金中添加1.5～2.5%釹，可提高合金的高溫性能、氣密性和耐腐蝕性，廣泛用作航空航天材料。另外，摻釹的釔鋁石榴石產生短波激光束，在工業上廣泛用於厚度在10mm以下薄型材料的焊接和切削。在醫療上，摻釹釔鋁石榴石激光器代替手術刀用於摘除手術或消毒創傷口。釹也用於玻璃和陶瓷材料的著色以及橡膠製品的添加劑。隨著科學技術的發展，稀土科技領域的拓展和延伸，釹元素將會有更廣闊的利用空間。
鉕(Pm) ��1947年，馬林斯基（J.A.Marinsky）、格倫丹寧（L.E.Glendenin）和科里爾（C.E.Coryell）從原子能反應堆用過的鈾燃料中成功地分離出61號元素，用希臘神話中的神名普羅米修斯（Prometheus）命名為鉕（Promethium）。鉕為核反應堆生產的人造放射性元素。
鉕的主要用途有:
（1）可作熱源。為真空探測和人造衛星提供輔助能量。
（2）Pm147放出能量低的β射線，用於製造鉕電池。作為導彈制導儀器及鍾表的電
源。此種電池體積小，能連續使用數年之久。此外，鉕還用於攜帶型X-射線儀、
制備熒光粉、度量厚度以及航標燈中。
釤（Sm） ��1879年，波依斯包德萊從鈮釔礦得到的"鐠釹"中發現了新的稀土元素，並根據這種礦石的名稱命名為釤。 ��釤呈淺黃色，是做釤鈷系永磁體的原料，釤鈷磁體是最早得到工業應用的稀土磁體。這種永磁體有SmCo5系和Sm2Co17系兩類。70年代前期發明了SmCo5系，後期發明了Sm2Co17系。現在是以後者的需求為主。釤鈷磁體所用的氧化釤的純度不需太高，從成本方面考慮，主要使用95%左右的產品。此外，氧化釤還用於陶瓷電容器和催化劑方面。另外，釤還具有核性質，可用作原子能反應堆的結構材料，屏敝材料和控制材料，使核裂變產生巨大的能量得以安全利用。
銪（Eu） ��1901年，德馬凱（Eugene-Antole Demarcay）從"釤"中發現了新元素，取名為銪（Europium）。這大概是根據歐洲（Europe）一詞命名的。氧化銪大部分用於熒光粉。Eu3+用於紅色熒光粉的激活劑，Eu2+用於藍色熒光粉。現在Y2O2S:Eu3+是發光效率、塗敷穩定性、回收成本等最好的熒光粉。再加上對提高發光效率和對比度等技術的改進，故正在被廣泛應用。近年氧化銪還用於新型X射線醫療診斷系統的受激發射熒光粉。氧化銪還可用於製造有色鏡片和光學濾光片，用於磁泡貯存器件，在原子反應堆的控制材料、屏敝材料和結構材料中也能一展身手。
釓(Gd) � �1880年，瑞士的馬里格納克（G.de Marignac）將"釤"分離成兩個元素，其中一個由索里特證實是釤元素，另一個元素得到波依斯包德萊的研究確認，1886年，馬里格納克為了紀念釔元素的發現者 研究稀土的先驅荷蘭化學家加多林（Gado Linium），將這個新元素命名為釓。 ��釓在現代技革新中將起重要作用。
它的主要用途有：
（1）其水溶性順磁絡合物在醫療上可提高人體的核磁共振（NMR）成像信號。
（2）其硫氧化物可用作特殊亮度的示波管和x射線熒光屏的基質柵網。
（3）在釓鎵石榴石中的釓對於磁泡記憶存儲器是理想的單基片。
（4）在無Camot循環限制時，可用作固態磁致冷介質。
（5）用作控制核電站的連鎖反應級別的抑制劑，以保證核反應的安全。
（6）用作釤鈷磁體的添加劑，以保證性能不隨溫度而變化。
另外，氧化釓與鑭一起使用，有助於玻璃化區域的變化和提高玻璃的熱穩定性。氧化釓還可用於製造電容器、x射線增感屏。 在世界上目前正在努力開發釓及其合金在磁致冷方面的應用，現已取得突破性進展，室溫下採用超導磁體、金屬釓或其合金為致冷介質的磁冰箱已經問世。
鋱(Tb) ��1843年瑞典的莫桑德（Karl G.Mosander）通過對釔土的研究，發現鋱元素（Terbium）。鋱的應用大多涉及高技術領域，是技術密集、知識密集型的尖端項目，又是具有顯著經濟效益的項目，有著誘人的發展前景。
主要應用領域有：
（1）熒光粉用於三基色熒光粉中的綠粉的激活劑，如鋱激活的磷酸鹽基質、鋱激活
的硅酸鹽基質、鋱激活的鈰鎂鋁酸鹽基質，在激發狀態下均發出綠色光。
（2）磁光貯存材料，近年來鋱系磁光材料已達到大量生產的規模，用Tb-Fe非晶態
薄膜研製的磁光光碟，作計算機存儲元件，存儲能力提高10～15倍。
(3）磁光玻璃，含鋱的法拉第旋光玻璃是製造在激光技術中廣泛應用的旋轉器、隔離
器和環形器的關鍵材料。特別是鋱鏑鐵磁致伸縮合金（TerFenol）的開發研製，
更是開辟了鋱的新用途，Terfenol是70年代才發現的新型材料，該合金中有一半
成份為鋱和鏑，有時加入鈥，其餘為鐵，該合金由美國依阿華州阿姆斯實驗室首
先研製，當Terfenol置於一個磁場中時，其尺寸的變化比一般磁性材料變化大這
種變化可以使一些精密機械運動得以實現。鋱鏑鐵開始主要用於聲納，目前已廣
泛應用於多種領域，從燃料噴射系統、液體閥門控制、微定位到機械致動器、機
構和飛機太空望遠鏡的調節 機翼調節器等領域。
鏑（Dy） �� 1886年，法國人波依斯包德萊成功地將鈥分離成兩個元素，一個仍稱為鈥，而另一個根據從鈥中"難以得到"的意思取名為鏑（dysprosium）。鏑目前在許多高技術領域起著越來越重要的作用.
鏑的最主要用途是:
（1）作為釹鐵硼系永磁體的添加劑使用，在這種磁體中添加2~3%左右的鏑，可提
高其矯頑力，過去鏑的需求量不大，但隨著釹鐵硼磁體需求的增加，它成為
必要的添加元素，品位必須在95～99.9%左右，需求也在迅速增加。
（2）鏑用作熒光粉激活劑，三價鏑是一種有前途的單發光中心三基色發光材料的
激活離子，它主要由兩個發射帶組成，一為黃光發射，另一為藍光發射，摻
鏑的發光材料可作為三基色熒光粉。
（3）鏑是制備大磁致伸縮合金鋱鏑鐵（Terfenol）合金的必要的金屬原料，能使
一些機械運動的精密活動得以實現。
(4）鏑金屬可用做磁光存貯材料，具有較高的記錄速度和讀數敏感度。
（5）用於鏑燈的制備，在鏑燈中採用的工作物質是碘化鏑，這種燈具有亮度大、
顏色好、色溫高、體積小、電弧穩定等優點，已用於電影、印刷等照明光源。
（6）由於鏑元素具有中子俘獲截面積大的特性，在原子能工業中用來測定中子能
譜或做中子吸收劑。
（7）Dy3Al5O12還可用作磁致冷用磁性工作物質。隨著科學技術的發展，鏑的應
用領域將會不斷的拓展和延伸。
鈥(Ho) � �十九世紀後半葉，由於光譜分析法的發現和元素周期表的發表，再加上稀土元素電化學分離工藝的進展，更加促進了新的稀土元素的發現。1879年，瑞典人克利夫發現了鈥元素並以瑞典首都斯德哥爾摩地名命名為鈥（holmium）。 �
�鈥的應用領域目前還有待於進一步開發，用量不是很大，最近，包鋼稀土研究院採用高溫高真空蒸餾提純技術，研製出非稀土雜質含量很低的高純金屬鈥Ho/∑RE>99.9%。
目前鈥的主要用途有：
(1)用作金屬鹵素燈添加劑，金屬鹵素燈是一種氣體放電燈，它是在高壓汞燈基礎上
發展起來的，其特點是在燈泡里充有各種不同的稀土鹵化物。目前主要使用的
是稀土碘化物，在氣體放電時發出不同的譜線光色。在鈥燈中採用的工作物質
是碘化鈥，在電弧區可以獲得較高的金屬原子濃度，從而大大提高了輻射效能。
(2)鈥可以用作釔鐵或釔鋁石榴石的添加劑；
(3)摻鈥的釔鋁石榴石（Ho:YAG）可發射2μm激光，人體組織對2μm激光吸收率高，
幾乎比Hd:YAG高3個數量級。所以用Ho:YAG激光器進行醫療手術時，不但可以
提高手術效率和精度，而且可使熱損傷區域減至更小。鈥晶體產生的自由光
束可消除脂肪而不會產生過大的熱量，從而減少對健康組織產生的熱損傷，據
報道美國用鈥激光治療青光眼，可以減少患者手術的痛苦。我國2μm激光晶體
的水平已達到國際水平，應大力開發生產這種激光晶體。
(4)在磁致伸縮合金Terfenol-D中，也可以加入少量的鈥，從而降低合金飽和磁化
所需的外場。
(5)另外用摻鈥的光纖可以製作光纖激光器、光纖放大器、光纖感測器等等光通訊器
件在光纖通信迅猛的今天將發揮更重要的作用。
鉺（Er） ��1843年，瑞典的莫桑德發現了鉺元素（Erbium）。鉺的光學性質非常突出，一直是人們關注的問題：
（1）Er3+在1550nm處的光發射具有特殊意義，因為該波長正好位於光纖通訊的光學
纖維的最低損失，鉺離子（Er3+）受到波長980nm、1480nm的光激發後，從基態
4I15/2躍遷至高能態4I13/2，當處於高能態的Er3+再躍遷回至基態時發射出
1550nm波長的光，石英光纖可傳送各種不同波長的光，但不同的光光衰率不同，
1550nm頻帶的光在石英光纖中傳輸時光衰減率最低（0.15分貝/公里），幾乎為
下限極限衰減率。因此，光纖通信在1550nm處作信號光時，光損失最小。這樣，
如果把適當濃度的鉺摻入合適的基質中，可依據激光原理作用，放大器能夠補
償通訊系統中的損耗，因此在需要放大波長1550nm光信號的電訊網路中，摻鉺
光纖放大器是必不可少的光學器件，目前摻鉺的二氧化硅纖維放大器已實現商業
化。據報道，為避免無用的吸收，光纖中鉺的摻雜量幾十至幾百ppm。光纖通信的
迅猛發展，將開辟鉺的應用新領域。
（2）另外摻鉺的激光晶體及其輸出的1730nm激光和1550nm激光對人的眼睛安全，大
氣傳輸性能較好，對戰場的硝煙穿透能力較強，保密性好，不易被敵人探測，照
射軍事目標的對比度較大，已製成軍事上用的對人眼安全的攜帶型激光測距儀。
（3）Er3+加入到玻璃中可製成稀土玻璃激光材料，是目前輸出脈沖能量最大，輸出
功率最高的固體激光材料。
（4）Er3+還可做稀土上轉換激光材料的激活離子。
(5）另外鉺也可應用於眼鏡片玻璃、結晶玻璃的脫色和著色等。
銩（Tm） ��銩元素是1879年瑞典的克利夫發現的，並以斯堪迪那維亞（Scandinavia）的舊名Thule命名為銩（Thulium）。 �
�銩的主要用途有以下幾個方面：
（1）銩用作醫用輕便X光機射線源，銩在核反應堆內輻照後產生一種能發射X射線的同位素，可用來製造攜帶型血液輻照儀上，這種輻射儀能使銩-169受到高中子束的作用轉變為銩-170，放射出X射線照射血液並使白血細胞下降，而正是這些白細胞引起器官移植排異反應的，從而減少器官的早期排異反應。
（2）銩元素還可以應用於臨床診斷和治療腫瘤，因為它對腫瘤組織具有較高親合性，重稀土比輕稀土親合性更大，尤其以銩元素的親合力最大。
（3）銩在X射線增感屏用熒光粉中做激活劑LaOBr:Br（藍色），達到增強光學靈敏度，因而降低了X射線對人的照射和危害，與以前鎢酸鈣增感屏相比可降低X射線劑量50%，這在醫學應用具有重要現實的意義。
（4）銩還可在新型照明光源 金屬鹵素燈做添加劑。
（5）Tm3+加入到玻璃中可製成稀土玻璃激光材料，這是目前輸出脈沖量最大，輸出功率最高的固體激光材料。Tm3+也可做稀土上轉換激光材料的激活離子。
鐿（Yb） ��1878年，查爾斯（Jean Charles）和馬利格納克（G.de Marignac）在"鉺"中發現了新的稀土元素，這個元素由伊特必（Ytterby）命名為鐿（Ytterbium）。 �
�鐿的主要用途有（1）作熱屏蔽塗層材料。鐿能明顯地改善電沉積鋅層的耐蝕性，而且含鐿鍍層比不含鐿鍍層晶粒細小，均勻緻密。（2）作磁致伸縮材料。這種材料具有超磁致伸縮性即在磁場中膨脹的特性。該合金主要由鐿/鐵氧體合金及鏑/鐵氧體合金構成，並加入一定比例的錳，以便產生超磁致伸縮性。（3）用於測定壓力的鐿元件，試驗證明，鐿元件在標定的壓力范圍內靈敏度高，同時為鐿在壓力測定應用方面開辟了一個新途徑。（4）磨牙空洞的樹脂基填料，以替換過去普遍使用銀汞合金。（5）日本學者成功地完成了摻鐿釓鎵石榴石埋置線路波導激光器的制備工作，這一工作的完成對激光技術的進一步發展很有意義。另外，鐿還用於熒光粉激活劑、無線電陶瓷、電子計算機記憶元件（磁泡）添加劑、和玻璃纖維助熔劑以及光學玻璃添加劑等。
鑥（Lu） ��1907年，韋爾斯巴赫和尤貝恩（G.Urn）各自進行研究，用不同的分離方法從"鐿"中又發現了一個新元素，韋爾斯巴赫把這個元素取名為Cp(Cassiopeium)，尤貝恩根據巴黎的舊名lutece將其命名為Lu(Lutetium)。後來發現Cp和Lu是同一元素，便統一稱為鑥。 �
�鑥的主要用途有（1）製造某些特殊合金。例如鑥鋁合金可用於中子活化分析。（2）穩定的鑥核素在石油裂化、烷基化、氫化和聚合反應中起催化作用。（3）釔鐵或釔鋁石榴石的添加元素，改善某些性能。（4）磁泡貯存器的原料。（5）一種復合功能晶體摻鑥四硼酸鋁釔釹，屬於鹽溶液冷卻生長晶體的技術領域，實驗證明，摻鑥NYAB晶體在光學均勻性和激光性能方面均優於NYAB晶體。（6）經國外有關部門研究發現，鑥在電致變色顯示和低維分子半導體中具有潛在的用途。此外，鑥還用於能源電池技術以及熒光粉的激活劑等。
釔(Y) �� 1788年，一位以研究化學和礦物學、收集礦石的業余愛好者瑞典軍官卡爾·阿雷尼烏斯（Karl Arrhenius）在斯德哥爾摩灣外的伊特必村（Ytterby），發現了外觀象瀝青和煤一樣的黑色礦物，按當地的地名命名為伊特必礦（Ytterbite）。1794年芬蘭化學家約翰·加多林分析了這種伊特必礦樣品。發現其中除鈹、硅、鐵的氧化物外，還含有38%的未知元素的氧化物棗"新土"。1797年，瑞典化學家埃克貝格（Anders Gustaf Ekeberg）確認了這種"新土"，命名為釔土（Yttria,釔的氧化物之意）。 ��
釔是一種用途廣泛的金屬，主要用途有:（1）鋼鐵及有色合金的添加劑。FeCr合金通常含0.5-4%釔，釔能夠增強這些不銹鋼的抗氧化性和延展性；MB26合金中添加適量的富釔混合稀土後，合金的綜合性能得到明顯的改善，可以替代部分中強鋁合金用於飛機的受力構件上；在Al-Zr合金中加入少量富釔稀土，可提高合金導電率；該合金已為國內大多數電線廠採用；在銅合金中加入釔，提高了導電性和機械強度。
（2）含釔6%和鋁2%的氮化硅陶瓷材料，可用來研製發動機部件。（3）用功率400瓦的釹釔鋁石榴石激光束來對大型構件進行鑽孔、切削和焊接等機械加工。（4）由Y-Al石榴石單晶片構成的電子顯微鏡熒光屏，熒光亮度高，對散射光的吸收低，抗高溫和抗機械磨損性能好。（5）含釔達90%的高釔結構合金，可以應用於航空和其它要求低密度和高熔點的場合。
（6）目前倍受人們關注的摻釔SrZrO3高溫質子傳導材料，對燃料電池、電解池和要求氫溶解度高的氣敏元件的生產具有重要的意義。此外，釔還用於耐高溫噴塗材料、原子能反應堆燃料的稀釋劑、永磁材料添加劑以及電子工業中作吸氣劑等。
鈧(Sc) � �1879年，瑞典的化學教授尼爾森（L.F.Nilson, 1840~1899）和克萊夫（P.T.Cleve, 1840~1905）差不多同時在稀有的礦物硅鈹釔礦和黑稀金礦中找到了一種新元素。他們給這一元素定名為"Scandium"（鈧），鈧就是門捷列夫當初所預言的"類硼"元素。他們的發現再次證明了元素周期律的正確性和門捷列夫的遠見卓識。 ��鈧比起釔和鑭系元素來，由於離子半徑特別小，氫氧化物的鹼性也特別弱，因此，鈧和稀土元素混在一起時，用氨（或極稀的鹼）處理，鈧將首先析出，故應用"分級沉澱"法可比較容易地把它從稀土元素中分離出來。另一種方法是利用硝酸鹽的分極分解進行分離，由於硝酸鈧最容易分解，從而達到分離的目的。 �
�用電解的方法可製得金屬鈧，在煉鈧時將ScCl3、KCl、LiCl共熔，以熔融的鋅為陰極電解之，使鈧在鋅極上析出，然後將鋅蒸去可得金屬鈧。另外，在加工礦石生產鈾、釷和鑭系元素時易回收鈧。鎢、錫礦中綜合回收伴生的鈧也是鈧的重要來源之一。 鈧在化合物中主要呈3價態，在空氣中容易氧化成Sc2O3而失去金屬光澤變成暗灰色。 ��
鈧能與熱水作用放出氫，也易溶於酸，是一種強還原劑。 � �鈧的氧化物及氫氧化物只顯鹼性，但其鹽灰幾乎不能水解。鈧的氯化物為白色結晶，易溶於水並能在空氣中潮解。 ��在冶金工業中，鈧常用於製造合金（合金的添加劑），以改善合金的強度、硬度和耐熱和性能。如，在鐵水中加入少量的鈧，可顯著改善鑄鐵的性能，少量的鈧加入鋁中，可改善其強度和耐熱性。 ��在電子工業中，鈧可用作各種半導體器件，如鈧的亞硫酸鹽在半導體中的應用已引起了國內外的注意，含鈧的鐵氧體在計算機磁芯中也頗有前途。 ��在化學工業上，用鈧化合物作酒精脫氫及脫水劑，生產乙烯和用廢鹽酸生產氯時的高效催化劑。 � �在玻璃工業中，可以製造含鈧的特種玻璃。 ��在電光源工業中，含鈧和鈉製成的鈧鈉燈，具有效率高和光色正的優點。 ��
自然界中鈧均以45Sc形式存在，另外，鈧還有9種放射性同位素，即40～44Sc和46～49Sc。其中，46Sc作為示蹤劑，已在化工、冶金及海洋學等方面使用。在醫學上，國外還有人研究用46Sc來醫治癌症 稀土資源。
稀土一詞是歷史遺留下來的名稱。稀土元素是從18世紀末葉開始陸續發現，當時人們常把不溶於水的固體氧化物稱為土。稀土一般是以氧化物狀態分離出來的，又很稀少，因而得名為稀土。通常把鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪稱為輕稀土或鈰組稀土；把釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鑥釔稱為重稀土或釔組稀土。也有的根據稀土元素物理化學性質的相似性和差異性，除鈧之外(有的將鈧劃歸稀散元素)，劃分成三組，即輕稀土組為鑭、鈰、鐠、釹、鉕；中稀土組為釤、銪、釓、鋱、鏑；重稀土組為鈥、鉺、銩、鐿、鑥、釔。
這些稀土元素的發現，從1794年芬蘭人加多林(J.Gadolin)分離出釔到1947年美國人馬林斯基(J.A.Marinsky)等製得鉕，歷時150多年。其中大部分稀土元素是歐洲的一些礦物學家、化學家、冶金學家等發現製取的。鉕是美國人馬林斯基、格蘭德寧(L.E.Glendenin)和科列爾(C.D.Coryell)用離子交換分離，在鈾裂變產物的稀土元素中獲得的。過去認為自然界中不存在鉕，直到1965年，芬蘭一家磷酸鹽工廠在處理磷灰石時發現了痕量的鉕。
編輯本段【稀土元素的性質與應用】
大多數稀土金屬呈現順磁性。釓在0℃時比鐵具更強的鐵磁性。鋱、鏑、鈥、鉺等在低溫下也呈現鐵磁性，鑭、鈰的低熔點和釤、銪、鐿的高蒸氣壓表現出稀土金屬的物理性質有極大差異。釤、銪、釔的熱中子吸收截面比廣泛用於核反應堆控制材料的鎘、硼還大。稀土金屬具有可塑性，以釤和鐿為最好。除鐿外，釔組稀土較鈰組稀土具有更高的硬度。
稀土表面積研究是非常重要的，稀土的表面積檢測數據只有採用BET方法檢測出來的結果才是真實可靠的，國內目前有很多儀器只能做直接對比法的檢測，現在國內也被淘汰了。目前國內外比表面積測試統一採用多點BET法，國內外製定出來的比表面積測定標准都是以BET測試方法為基礎的，請參看我國國家標准（GB/T 19587-2004）-氣體吸附BET原理測定固態物質比表面積的方法。比表面積檢測其實是比較耗費時間的工作，由於樣品吸附能力的不同，有些樣品的測試可能需要耗費一整天的時間，如果測試過程沒有實現完全自動化，那測試人員就時刻都不能離開，並且要高度集中，觀察儀表盤，操控旋鈕，稍不留神就會導致測試過程的失敗，這會浪費測試人員很多的寶貴時間。真正完全自動化智能化比表面積測試儀產品，才符合測試儀器行業的國際標准，同類國際產品全部是完全自動化的，人工操作的儀器國外早已經淘汰。真正完全自動化智能化比表面積分析儀產品，將測試人員從重復的機械式操作中解放出來，大大降低了他們的工作強度，培訓簡單，提高了工作效率。真正完全自動化智能化比表面積測定儀產品，大大降低了人為操作導致的誤差，提高測試精度。
稀土金屬已廣泛應用於電子、石油化工、冶金、機械、能源、輕工、環境保護、農業等領域。應用稀土可生產熒光材料、稀土金屬氫化物電池材料、電光源材料、永磁材料、儲氫材料、催化材料、精密陶瓷材料、激光材料、超導材料、磁致伸縮材料、磁致冷材料、磁光存儲材料、光導纖維材料等。
我國擁有豐富的稀土礦產資源，成礦條件優越，堪稱得天獨厚，探明的儲量居世界之首，為發展我國稀土工業提供了堅實的基礎。

㈤ 稀土礦的加工方法

稀土礦加工方法有兩種，即濕法冶金和火法冶金。

濕法冶金屬化工冶金方式，全流程大多處於溶液、溶劑之中，如稀土精礦的分解、稀土氧化物、稀土化合物、單一稀土金屬的分離和提取過程就是採用沉澱、結晶、氧化還原、溶劑萃取、離子交換等化學分離工藝過程。

現應用較普遍的是有機溶劑萃取法，它是工業分離高純單一稀土元素的通用工藝。濕法冶金流程復雜，產品純度高，該法生產成品應用面廣闊。

火法冶金工藝過程簡單，生產率較高。稀土火法冶煉主要包括硅熱還原法製取稀土合金，熔鹽電解法製取稀土金屬或合金，金屬熱還原法製取稀土合金等。火法冶金的共同特點是在高溫條件下生產。

稀土礦在地殼中主要以礦物形式存在，其主要有三種：作為礦物的基本組成元素，稀土以離子化合物形式賦存於礦物晶格中，構成礦物的必不可少的成分『這類礦物通常稱為稀土礦物。

稀土礦作為礦物的雜質元素，以類質同象置換的形式，分散於造岩礦物和稀有金屬礦物中，這類礦物可稱為含有稀土元素的礦物，如磷灰石、螢石等，呈離子狀態被吸附於某些礦物的表面或顆粒間。

(5)稀土行業的檢測新方法擴展閱讀：

稀土是化學元素周期表中鑭系（鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鑥）15個元素和21號元素鈧、39號元素釔（共17個元素）的總稱。

據其物理化學性質的差異性和相似性，可分成三個組：輕稀土組（鑭～鉕）、中稀土組釤～鏑）、重稀土組（鈥～鑥加上鈧和釔）。

已發現的稀土礦物有250種以上，其中具有工業價值的約50～60種，最重要的稀土礦物有氟碳鈰（鑭）礦、獨居石、磷釔礦、離子吸附型稀土礦、褐釔鈮礦等。

㈥ 北方稀土基本分析法,600111基本分析法

近日稀土價格上漲了不少，稀土公司吸引了不少目光。今天，我們來好好聊一聊稀土行業的龍頭公司--北方稀土。

在全面測評北方稀土前，學姐為大家整理了稀土行業龍頭股名單，現在分享給大家，點擊就可以領取：寶藏資料：稀土行業龍頭股一覽表

一、從公司角度來看

公司介紹：北方稀土是稀土行業龍頭，在中國乃至全球都遙遙領先，也是最大的稀土產品供應商，能夠生產稀土原料(如精礦、氧化物與鹽類等)、稀土功能材料(如磁性、發光、催化材料等)、稀土應用產品(鎳氫動力電池、磁共振儀)等門類齊全的稀土產品。

上完主要針對於北方稀土公司的大致情況做了個基本的闡述，我們一起來研究一下北方稀土公司的長處吧，究竟值不值得大家的追捧？

亮點一：資源得天獨厚，供貨價格成本低

這里提及了北方稀土的資源來源，我們來探討一下他背後的大股東即包鋼集團，它擁有全球最大的稀土礦——白雲鄂博礦的獨家開采權，生產能力十分優越，每年產出三十萬噸稀土精礦。並且，北方稀土公司從包鋼股份購買稀土精礦，鑒於白雲鄂博礦稀土和鐵是共生的，精礦是由尾礦資源做成的，在挑選鐵礦的過程中就會把成本分攤，公司精礦獲取成本要比市場價低很多，成本優勢確實比較突出。

亮點二：技術不斷創新，延展公司產業鏈

北方稀土公司一直將創新驅動作為公司的發展戰略，有著讓對手羨慕的研發實力，不斷將公司五大稀土功能材料做到遠近聞名，多點布局是終端產品的特點，高附加值產品是可以由科研成果轉化來的，平衡稀土元素利用，讓產業鏈得到延伸與發展，讓公司能夠掙更多的錢。

由於篇幅有限，有許許多多有關北方稀土的深度報告和風險提示的內容，所以就寫到這篇研報里了，戳這個鏈接就能看了：【深度研報】北方稀土點評，建議收藏！

二、從行業角度來看

處於"碳中和"時期背景下，能源轉型是全球都認可的，進入了電動化時代。

而稀土除了具有優秀的磁、光性能，還具有電性能好，雖說用量不多，但是的確是不可獲取的一環，是改善產品結構，提高科技，促進產業技術發展不可或缺的元素。總體而言，隨著新能源汽車、疊加風車、變頻空調的快速發展，新興產業的下游需求將快速發展，目前稀土磁材的市場需求突然爆發了出來，從而使得供需格局逐漸變得緊迫，稀土的價格甚至還可以繼續上升。

總結性的說，我覺得在稀土行業中實力較強的北方稀土公司，指望在行業改革之前，獲得極速的發展。但是文章具有一定的滯後性，要是想全面了解北方稀土未來行情，乾脆進入鏈接，有專業的投顧幫你診股，看下北方稀土現在行情是否到買入或賣出的好時機：【免費】測一測北方稀土還有機會嗎？

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㈦ 怎麼才能知道土裡含有稀土,要用什麼方法檢測

硫酸銨浸泡，然後過濾，得到母液，然後加草酸沉澱一下 如果母 液中有雪花一樣的 白色的東西 那就是稀土了

㈧ 稀土怎麼檢測

要看檢測什麼元素，稀土元素包括17個元素，是定量還是定性？一般來說，稀土的檢測採用發射光譜或X熒光分析方法，可以定性，也可以定量。
目前，發射光譜分析方法所使用的光源一般是等離子體，也就是ICP-AES。

㈨ 稀土行業廢水氨氮如何去除

環瑞生態研發人員對稀土廢水水質進行了大量研究實驗， 例如：山東某稀土企業的廢水水質：pH=3.8 氨氮360mg/L，實驗總結如下：
1） PH：PH6～8時，處理氨氮效果最好。
2） 加入量：按氨氮1mg:0.025g的量加入，廢水中氨氮濃度經檢測低於稀土廢水氨氮排放量的標准限值。
3） 反應時間：反應時間短，加入葯劑5～6分鍾後，廢水中的氨氮便低於稀土廢水氨氮的排放標准限值。
環瑞氨氮去除劑A2對於稀土廢水具有較好的處理效果，反應迅速，去除率高，處理後的廢水達到稀土工業污染物的排放標准。

㈩ 誰知道哪裡可以做稀土元素檢測、費用大概是多少,各位老師教一下、拜謝

一、深圳市集四海礦石檢測權威機構 簡介集四海專業檢測公司提供稀土服務、礦石服務測試的綜合性公司，並為客戶提供多元化的技術咨詢及應用服務。公司成立於2005年，是最早的一批中的檢測服務機構，在礦石行業檢測中取的最優秀的成績，是深圳最大的礦石檢測公司。價格實惠、周期靈活、數據准確。聯合國外1500家實驗室和研究機構，為客戶提供產品檢測認證服務。二、礦石檢測我司可為您提供專業的礦石檢測服務，確保您在短時間內取得礦石檢測報告，幫您了解分析其中的元素含量，測出一個未知物中的所有元素佔得百分比，看您手上的產品是否有價值。提供礦石檢測有：鐵礦石、銅礦石、金礦石、銀礦石、鉛礦石、鋁礦石、稀有礦石等。三、檢驗周期及費用一般樣品檢驗時間為3-7個工作日。本著服務企業和社會的宗旨，以最優惠的價格提供真正的一站式服務。