稀土元素Rare Earth Elements (REE)

稀土元素Rare Earth Elements (REE)

杨怀仁 (Yang, Huai-Jen)

:稀土元素很少富集到经济上可以开采的程度,因而有稀土之称,但在地壳中的整体含量高,其中铈在地壳元素含量排名第25,占0.0068%(与铜接近),比铅还要高。而含量最低的稀土元素—鑥在地壳中的含量比金高出200倍。

:稀土元素的电子组态是最外层的6s轨域已填满,电子陆续填入内层的4f轨域,使此群元素的原子及离子半径随质量增加而渐减,导致最重的稀土元素—鑥与另一个第Ⅲ族元素钇(Y)具相近的原子及离子半径,所以自然界中 重稀土元素 (铕、釓、鋱、镝、鈥、铒、銩、镱及鑥)与钇可以互相取代,故重稀土元素又称 钇组元素 ,其他 轻稀土元素 (镧、铈、鐠、钕、鉕及钐)又称 铈组元素 。亦有将稀土元素分为3组: 轻稀土元素 含:镧、铈、鐠、钕及鉕; 中稀土元素 含:钐、铕、釓、鋱、镝及鈥; 重稀土元素 含:铒、銩、镱及鑥。重稀土元素因离子半径较小,比轻稀土元素更易进入地函组成矿物中,轻稀土元素则相对富集于地壳中。目前已发现的稀土矿主要分布在我国、美国、澳洲及独立国协,美国基于环保与开采成本高,已不再开采,我国是现今主要的稀土元素供应国,产量占全球97%。

:稀土元素具有独特的磁性、光学性和其它特性,被广泛应用于钢铁、冶金、机械、石油、化工、玻璃、陶瓷、雷射及环保科技产业。主要以高科技电子发展的日本,几乎完全仰赖我国的稀土资源,为改善此状况,日本积极投入开发替代品及探勘新稀土矿。2011年日本科学家发现太平洋淤泥富含稀土元素,可能改变现今全球稀土资源的分配。

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