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全球还有130000000吨没挖,稀土其实并不算稀有!

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Hello大家好,我是风云哥。大多数小伙伴都知道稀土是个很珍贵的东西,其实,如果科技上没有重大革命性突破,和需求的激增,稀土根本不算稀缺,甚至还不如石油和铜矿重要,今天风云哥扒一扒稀土到底是个啥。

 



19世纪早期,化学界里就有了按照物质的本质进行划分的习惯,直到1869年,俄国大爷门捷列夫搞出个大新闻,原子序数从小至大排序的化学元素列表,不光是把现有的化学元素一一对号入座,还预测了不少尚未发现的元素,并提前推算出了相应的化学性质和质量。这份元素周期表就成了后来科学家寻找新元素的藏宝图了。这样看来,门大爷还真是6的没边……

 


在元素周期表的第三副族(左数第三竖列)看上去只有四个位置,却挤着32个元素,钪、钇和镧系元素(15种)锕系元素(15种)之所以一个位置挤着15中元素,是因为他们的化学性质实在是及其相似,用一般的方式是无法进行区分的。直到近代化学的发展不仅解开他们的神秘面纱,而且还发现了他们几乎是不可替代的“工业维生素”

 


稀土是化学周期表中镧系元素和钪、钇共十七种金属元素的总称。按照性质来划分的,可以分为轻稀土(镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕。)和重稀土(钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇)稀土元素真的就是稀有么?其实他们的含量并不小,自然界中有250 种稀土矿。比如金属铈,它比铜更常见,最罕见的稀土金属是铥,储量也 比银丰富的多。

 


之所以金银铜铁在我们日常生活中比较常见,是因为他们的矿藏相对比较集中,冶炼和分离也相对容易一些,甚至在自然界中白银能够以单质状态存在。而稀土元素丰度虽然比这些金属更大,但是在地壳中的分布是十分松散的,难以形成可供开采的矿脉和开采区。在全部的稀土元素中,轻稀土占到了90%以上,重稀土元素开采更为困难。

 

稀土金属及其合金用途广泛,而且还十分重要。在金属冶炼上加入比例合适的稀土金属,能在炼钢中起到脱氧脱硫的作用,能使他们的的含量都降低到0.001%以下,极大的提高了金属的强度、韧性、耐腐蚀和抗氧化性等,应用于如战机、导弹、航天工程及耐热机械的重要零件。高强度的金属材料对于一个国家有多重要自然不用多说。

 


在工业方面,用稀土制成的分子筛催化剂,具有活性高、选择性好、抗重金属中毒能力强的优点在石油化工上作为重要的催化材料广泛应用。铈被广泛应用于汽车玻璃的生产,钆应用于医疗领域的核磁共振仪,钷为卫星提供辅助能量,钕应用于强永磁体,钐是原子能工业的必备材料,铒应用于激光测距技术。可以说离开他们科技进步十分缓慢。


那么好了,既然这么重要,我们要如何开采和确定他们的矿区呢?地质工作者在野外找矿时,在河边用一个圆盘盛着泥沙在水中淘洗,有时还将采集的矿石带回驻地粉碎后淘洗,将其中比重较大的物质放入有编号的袋子,并且在地图上表明袋子中样本采集地点和附近地质情况,这就叫做“重沙找矿法”

 


还用一种方法更加常见,地质工作者直接在河口、支流、小溪里采集水样,将这些水样送进实验室化验就可以得到哪些地区有矿,都有什么矿的结论。这种办法叫做“水化学找矿法”因为,一般情况下一个地区水样里含有的矿物水平是一定的,不会超过一个定值,如果河水流经了矿区,那么在矿区的下游水中矿物含量就高得多。

 

比较常见的稀土矿是独居石,又名磷铈镧矿,因为独居石成分变化很大,矿物成分中稀土氧化物含量可达50~68%,所以其颜色变化也比较大,有黄褐色、棕色、红色,间或有绿色。呈现半透明至透明状态的玻璃光泽矿物。氟碳铈矿也比较常见,大多数情况下是由氟铈矿发生蚀变后形成的,氟碳铈矿的颜色大多是淡红棕色,具有玻璃光泽和油脂光泽。

 


探明了矿区并只是稀土应用的一小步,重头戏还在于开采和冶炼。稀土冶炼方法有两种,即湿法冶金和火法冶金。湿法冶金就是开采回来的矿石经过粉碎后采用特殊溶剂进行沉淀、结晶、氧化还原后,利用萃取的方法来分离产品。火法冶金主要包括硅热还原法制取稀土合金,熔盐电解法制取稀土金属或合金,金属热还原法制取稀土合金等。

 


稀土元素的开采和冶炼虽然困难重重,但是全球对其消耗量也是随着经济的发展逐步增量的,并没有突然消耗量的增加,消耗量最大的前三位依然是镧、铈、钕。占到了稀土使用量的82.6%,其余14种稀土占17.4%。2015年,美国地质调查局宣布全球稀土总储量为1.13亿吨,约有49%即5500万吨位于中国。




在过去的10年时间里,对稀土的需求只有12万吨/每年,就算到了2020年也不过14万吨。随着科技的进步,开采和利用稀土的能力只会变得更好,保守估计全球储量可供人类开采800年。反观其他金属,铜矿保守估计在26年内将会枯竭,锌矿22年、铅矿只有不到10年。就连一般等价物的黄金,统治世界几千年的金本位制度的黄金,在消费不变的情况下还能开采18年,以上数据也只能作为参考,谁知道还有多少矿还没有被发现呢,真实情况天知道还能挖几年……

 

                          

目前我国对于稀土的是有严格的政策的,现在稀土出口采取的是出口配额管理制,只有有出口配额,才能出口,而且出口的总量是有限制的,在《中华人民共和国货物进出口条例》上可以查的到,所以说,稀土虽然珍贵,但是也要理性面对。

 

很多时候,人们总是喜欢用顺其自然来安慰自己,觉得地球离开谁都可以运转。但是没有人愿意承认,顺其自然的背后是全力以赴后的不强求,绝不是两手一摊的不作为。有一份光,发一份热。科学和科学文化的普及,将会是人类曙光最耀眼的光。欢迎来到制造原理,在这里你将得到更多,我是风云哥,欢迎点赞, 评论。

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