中稀土

中稀土

中稀土是釤、銪、釓、鋱和鏑五種稀土元素的總稱。除鉕、鈧以外,根據稀土礦物的形成特點,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弱酸度萃取)—鑭、鈰、鐠、釹和鉕; 中稀土(P204低酸度萃取)—釤、銪、釓、鋱和鏑; 重稀土(P204中酸度萃取)—鈥、銪、鉺、銩、鐿、鑥、釔和鈧。

基本介紹

  • 中文名:中稀土
  • 含義:釤、銪、釓、鋱和鏑五種稀土 
  • 依據:P204低酸度萃取
  • 隸屬:稀土元素及分組表
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概述

釤是鑭系元素(屬於稀土元素)之一,糾纏且困惑著19世紀的化學家。它的歷史開始於1803年鈰的發現。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)。關於鑭他是正確的,但關於didymium他錯了。在1879年Paul Émile Lecoq de Boisbaudran從鈮釔礦中提取了didymium。之後他製作了硝酸didymium的溶液並加入了氫氧化銨。他觀察到沉澱物分兩個階段形成。他全神貫注於第一種沉澱物並測量了它的光譜,這才揭露了它是一種新的元素釤。釤自身最終產生了另一種稀土:釓於1886年和銪於1901年。
釤是稀土金屬中的一種。稀土是歷史遺留的名稱,從18世紀末葉開始被陸續發現。當時人們慣於把不溶於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分離出來,很稀少,因而得名稀土,稀土元素原子序數是21(Sc)、39(Y)、57(La)至71(Lu)。它們的化學性質很相似,這是由於核外電子結構特點所決定的。它們一般均生成三價化合物。鈧的化學性質與其它稀土差別明顯,一般稀土礦物中不含鈧。鉕是從鈾反應堆裂變產物中獲得,放射性元素147Pm半衰期2.7年。過去認為鉕在自然界中不存在,直到1965年,荷蘭的一個磷酸鹽工廠在處理磷灰石中,才發現了鉕的痕量成分。因此,中國1968年將鉕劃入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)小鎮上尋得了一塊不尋常的黑色礦石,1794年芬蘭化學家加多林(J.Gadolin)研究了這種礦石,從其中分離出一種新物質,三年後(1797年),瑞典人愛克伯格(A.G.Ekeberg)證實了這一發現,並以發現地名給新的物質命名為Ytteia(釔土)。後來為了紀念加多林,稱這種礦石為Gadolinite(加多林礦,即矽鈹釔礦)。
1803年德國化學家克拉普羅茲(M.H.Klaproth)和瑞典化學家柏齊力阿斯(J.J.Berzelius)及希生格爾(W.Hisinger)同時分別從另一礦石(鈰矽礦)中發現了另一種新的物質---土(Ceria)。1839年瑞典人莫桑得爾(C.G.Mosander)發現了鑭和鐠釹混合物(didymium)。1885年奧地利人威斯巴克(A.V.Welsbach)從莫桑得爾認為是“新元素”的鐠釹混合物中發現了鐠和釹。1879年法國人布瓦普德朗(L.D.Boisbauder)發現了釤。1901年法國人德馬爾賽(E.A.Demarcay)發現了銪。1880年瑞士馬利納克(J.C.G. De Marignac)發現了釓。1843年莫桑得爾發現了鋱和鉺。1886年布瓦普德朗發現了鏑。1879年瑞典人克利夫(P.T.Cleve)發現了鈥和銩。1974年美國人馬瑞斯克(J.A.Marisky)等從鈾裂產物中得到鉕。1879年瑞典人尼爾松(L.F.Nilson)發現了鈧。從1794年加多林分離出釔土至1947年製得鉕,歷時150多年。

分布

與其他稀土元素共存於獨居石砂里。獨居石所含有的稀土元素,還有鈣和釷,分布於印度和巴西的河沙及佛羅里達海濱河沙中。稀土元素在獨居石砂里的質量分數通常為50%,其中釤占2.8%。此外,釤亦存在於氟碳鈰礦中,而氟碳鈰礦則大多分布於南加利福利亞。從其礦物中分離釤需用離子交換技術

概述

銪的故事是稀土又稱鑭系元素的複雜歷史的一部分,它開始於1803年鈰的發現。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束。在1901年,Eugène-Anatole Demarçay開展一連串艱苦的硝酸釤鎂結晶工作,然後分離產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,主要存在於獨居石氟碳鈰礦中,自然界有兩種銪的同位素:銪151和銪153。很少量地存在於獨居石中。

概述

釓於1880年由馬里納克Charles Galissard de Marignac在日內瓦發現。他早就懷疑Carl Mosander報告的didymium(鐠釹混合物)並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確認了,報告稱它的光譜線會從不同的來源而變化。確實,在1879年他們已經從一些didymium中分離了釤,其是從發現於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年實現了,後者稱它為gadolinium(釓)。

分布

當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,有工業價值的不到10種。中國稀土資源極其豐富,其特點可概括為:儲量大、品種全、有價值的元素含量高、分布廣。中國稀土的工業儲量(按氧化物計)是國外稀土工業儲量的2.2倍。國外稀土資源集中在美國、印度、巴西、澳大利亞和蘇聯等國,工業儲量(按氧化物計)為701.11萬噸。

概述

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)。鋱的套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。在發現鑭的同一時期里,莫桑德爾對最初發現的釔進行了分析研究,並於1842年發表報告,明確最初發現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,出自最初發現釔礦石的產地,瑞典斯德哥爾摩附近的Ytterby村莊)。

分布

少量存在於磷鈰釷砂和矽鈹釔礦中。鋱與其他稀土元素共存於獨居石砂中,其中鋱的含量一般為0.03%。其他來源還有磷釔礦黑稀金礦,兩者都是氧化物的混合物,含有高達1%的鋱。
與其他稀土元素共存於獨居石砂中,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1%的鋱。

概述

1842年莫桑德爾從釔土中分離出鉺土和鋱土後,不少化學家利用光譜分析鑑定,確定它們不是純淨的一種元素的氧化物,這就鼓勵了化學家們繼續去分離它們。在鈥被分離出來7年後,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現,完成了發現稀土元素第三階段的另一半。

分布

鏑在地殼中的豐度為6ppm,在重稀土中儀低於釔,算是比較富存的重稀土元素,為其套用提供了良好的資源基礎。鏑除r擁有稀土元素共有的化學活性,町以作為混合稀土金屬和化合物使用外,還具有優異的光、電、磁和核性質,可用於製造多種功能材料,住許多高技術領域中起著越來越重要的獨特作用。

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