6115~222 溶剂萃取分离法
能与稀土形成配合物并为有机溶剂萃取的有机试剂很多,效果较好的有PMBP(1-苯基-3-甲基-4-苯酰基吡唑酮)、BPHA(苯甲酰苯胲)、TTA(2-噻吩甲酰三氟丙酮)、PAN[1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚]等。其中PMBP为目前分离稀土最好的试剂之一。PMBP与稀土和钍在pH5~523 离子交换色谱分离法
离子交换色谱分离法是近年来用以分离稀土元素最快和效果最好的方法之一。它利用稀土元素与其他元素在树脂柱上分配系数的差异,用不同成分的淋洗液分离出稀土元素,即使最难分离的钍也可定量分离。本法的优点是分离效果好、劳动强度低以及引进的杂质少,特别适用于稀土矿物的系统分析,也适用于分离富集岩石和矿物中痕量稀土元素。
几种常用的离子交换树脂及分离稀土元素的条件列于表615 几种常用的离子交换树脂及分离稀土的条件
61106×10 -10m~089×10 -10m);3、它们在自然界密切共生。特性:稀土元素是周期表中IIIB族钇和镧系元素之总称。其中钷是人造放射性元素。他们都是很活泼的金属,性质极为相似,常见化合价+3,其 水合离子大多有颜色,易形成稳定的配化合物。 稀土金属,由于熔点较低,在电解过程可呈 熔融状态在阴极上析出,故一般均采用电解法制取。可用 氯化物和 氟化物两种盐系,前者以稀土氯化物为原料加入电解槽,后者则以氧化物的形式加入。
稀土元素是从稀少的矿物中发现的,人们常把不溶于水的固体氧化物称为土,所以称之稀土。一般可以把稀土分为:轻稀土或铈组稀土(镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕);重稀土或钇组稀土(钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇)。根据稀土元素物理和化学性质(除钪之外)可分为:轻稀土组(镧、铈、镨、钕、钷);中稀土组(钐、铕、钆、铽、镝);重稀土组(钬、铒、铥、镱、镥、钇)。稀土离子发光的实质是未填满的4f层电子跃迁而产生的,由于4f层电子被5s和5p电子层的电子所屏蔽,晶体场对谱线位置影响较小,所以晶体场中的能级类似于自由电子的能级,表现为分离能级。物体发光是因为其把吸收的能量转化为光辐射而产生的,实质就是能量的转换,所以稀土具有无法比拟的发光特性,这又是因为其具有特殊的电子层结构,可以将吸收到的能量以光的形式而发出[9],所以稀土元素具有非常强的光谱性质,其发光范围几乎覆盖了整个固体发光的范畴。又因其具有丰富的电子能级,为不同的能级跃迁创造了条件,从而获得了多种发光性能[10]。从发光的形式上物体发光现象可分为两类:一是物质受到外界传给的热量,把热能转化为光能而发光;二是稀土元素原子中的电子受激发吸收能量而跃迁至激发态(非稳定态)再返回到基态的过程中,以光的形式释放能量。以稀土化合物为基质和以稀土元素为激活剂的发光材料多属于后一类。楼主问得好奇怪,一般提到性质,就是物理,化学性质。。。这个你完全可以去查百度百科。。。
稀土元素是典型的金属元素。它们的金属活泼性仅次于碱金属和碱土金属元素,而比其他金属元素活泼。在17个稀土元素当中,按金属的活泼次序排列,由钪,钇、镧递增,由镧到镥递减,即镧元素最活泼。稀土元素能形成化学稳定的氧化物、卤化物、硫化物。稀土元素可以和氮、氢、碳、磷发生反应,易溶于盐酸、硫酸和硝酸中。稀土易和氧、硫、铅等元素化合生成熔点高的化合物,因此在钢水中加入稀土,可以起到净化钢的效果。由于稀土元素的金属原子半径比铁的原子半径大,很容易填补在其晶粒及缺陷中,并生成能阻碍晶粒继续生长的膜,从而使晶粒细化而提高钢的性能。稀土元素具有未充满的4f电子层结构,并由此而产生多种多样的电子能级。因此,稀土可以作为优良的荧光,激光和电光源材料以及彩色玻璃、陶瓷的釉料。稀土离子与羟基、偶氮基或磺酸基等形成结合物,使稀土广泛用于印染行业。而某些稀土元素具有中子俘获截面积大的特性,如钐、铕、钆、镝和铒,可用作原子能反应堆的控制材料和减速剂。而铈、钇的中子俘获截面积小,则可作为反应堆燃料的稀释剂。稀土具有类似微量元素的性质,可以促进农作物的种子萌发,促进根系生长,促进植物的光合作用
稀土这玩意其实不是土,而是十七种金属元素的合称,其中分为轻稀土、和重稀土两兄弟,小弟轻稀土主要用在冶金、陶瓷等行业;大哥重稀土则主攻激光、超导体、核工业等高精尖科技领域,有这么多的工业都需要稀土的加持,所以它也被称为“工业维生素”。
稀土元素分离的新方法 译自:《SCIENCE》 前言:稀土元素及其化合物在现代技术中占有重要的地位,但其单一元素的分离却是一项复杂的过程。2000年国际最具权威的学术期刊Science杂志发表了日本科学家Uda等人的一篇论文(289卷,2326-2329页),提供了一种全新方法,大大简化了稀土分离的步骤,为降低稀土的高昂价格提供了一个令人振奋的机会。他们通过控制稀土不同氧化态以及利用二卤、三卤化物挥发性的差异来达到稀土元素分离的目的。这不仅仅是有趣的科学现象,同时也将对稀土生产以及以其为原料的材料和器件的制造业产生重大影响。英国剑桥大学的Fray教授对此论文进行了权威评述,发表在同期的2326-2329页,现摘译如下。 “稀土元素”这一称谓源自早期的观点,当时认为这些元素只能从非常稀有的材料中分离得到。然而地质勘察结果表明这些元素在地壳中储量相当丰富,例如铈的储量高于钴,钇的储量高于铅,镥和铥储量与锑、汞、银相当。但是由于它们的物理、化学性质比较接近,稀土元素通常在地壳中聚集出现,这使得它们的分离非常困难。正因为如此,仅仅是分离和鉴定出所有的稀土元素就用了从1839到1907年的将近70年时间。稀土元素在现代科技中占有重要地位,但与其它金属相比,稀土元素非常昂贵。稀土氧化物的价格根据其稀少程度和萃取方法的不同,从$20/kg到$7000/kg不等,而稀土金属又比其氧化物大约贵$80/kg。这种状况完全是由于稀土元素难于分离造成的。传统的稀土分离是基于溶剂萃取和离子交换的过程,这些方法很繁琐,近年来也只有一些很小的改进,没有实质性的改变。在传统工艺中,富含稀土元素的矿石首先要经过浓酸或浓碱溶解,这是最简单的一步,而随后稀土元素进一步的分离则是无机化学中一个巨大的难点。目前有两种方法已经用于商业生产中,一种是以固-液系统为基础,利用分步结晶或沉淀法分离,另一种则以液-液系统为基础,利用离子交换或溶剂萃取的方法达到分离。20世纪60年代以来,液-液萃取成为较流行的工艺路线。在这种方法中,稀土元素首先被分离进入酸性有机相。现代工艺中通常要求有机相含有可互溶的两相,因为高粘性的活性组分(萃取剂)必须得以溶解以保证两相混合均匀。然而,液-液萃取分离的效率通常较低,且需要多次循环。例如Molycorp提取氧化铕了的流程(如图)就显示了这种方法的复杂性,每一级的分离系数只有2~10。与之相比,Uda等人所报道的新方法中分离系数高达500~600,因而极大地减少了分离步骤。他们是通过将不同卤化物的合成热力学与挥发度二者差异的完美结合而实现这一目标的。 稀土元素在冶金、燃料电池、玻璃和制陶染色以及磁体生产等领域都有广泛的应用。在冶金工业中,将“混合稀土金属”(从混合氧化物中直接还原得到的一种稀土金属混合物)加入熔融铁水或有色金属中,可以改进金属的机械性质。例如用镁等有色金属替代铁,可以制造更为轻便道交通工具。低温燃料电池需要储氢,使用镧-镍合金可以达到这个目的。高温燃料电池使用稀土氧化物稳定的氧化锆作为电解质,一些电极材料也含有稀土元素。同样的电解质若用于氧传感器,可以用来控制内燃机,以及测量熔化的铁水和铜水中的氧含量。而且,利用钆合金的磁热效应可以在不同系统中实现磁致冷或磁致热。目前,稀土氧化物最大的用途仍然是有色玻璃和陶瓷。加入钕可使玻璃从蓝色变成酒红色,加镨可变成绿色,加铒可变成粉红色,加钬可变成蓝色。将稀土与其它元素结合,可以生成其它颜色,比如,钛和铈结合生成黄色。稀土元素应用增长最快的领域是对其磁性的应用。钐-钴合金和钕-铁-硼合金是非常稳定的磁体,它们有很高的剩磁和矫顽力。这些磁体是构成硬盘驱动器、电动发动机和耳塞的必需部分。稀土元素的应用很有可能会继续增加,但是许多应用被这些元素高昂的价格所限制。Uda等人报道的新方法将会使稀土元素的分离方法向更为简单、便捷的方向发展,进一步降低稀土价格,为这些独特的元素开辟更加广阔的应用前景。(参考文献略)中间有图,可以发E-Mail给你本回答由提问者推荐用得较多的是溶剂萃取法和离子交换法可以用物理方法萃取(离心机??)
稀土元素是17种特殊的元素的统称,它的得名是因为瑞典科学家在提取稀土元素时应用了稀土化合物,所以得名稀土元素。然而稀土是历史遗留下来的名称。稀土是从18世纪末开始陆续发现,当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土,例如,将氧化铝称为“陶土”,氧化钙称为”碱土“等。稀土一般是以氧化物状态分离出来的,当时比较稀少,因而得名为稀土(Rare Earth,简称RE或R)。
稀土元素是镧系元素(15个)和钇、钪共17个元素的总称,属于周期表中第ⅢB族元素。它们由于原子结构具有相同性而表现出相近的性质。
稀土发光材料具有很多的优点:吸收能力强,转换效率高,可发射从紫外线到红外光的光谱,特别在可见光区有很强的发射能力等。稀土材料还有受紫外光激发后,可发出不同颜色光的性质。稀土元素的应用十分广泛,如今稀土发光材料已广泛应用在显示、显像、新光源、X射线增光屏等各方面。目前我国稀土已探明储量居世界第一。
例如节能灯就是利用了稀土荧光材料,通过三种窄谱带稀土荧光材料的合成,可制成2700K~7000K的各种荧光灯,比普通白炽灯节电80%。如一只16W的节能灯,亮度相当于80W的白炽灯。在家庭装修方面可以用稀土荧光的涂料,起到美观的作用。另外,稀土材料还可以做成保温材料等等。
详情2稀土元素能形成化学稳定的氧化物、卤化物、硫化物。
4稀土金属呈银白色,具有延展性,有很强的还原性。
稀土是什么?
稀土就是化学元素周期表——镧(La)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素——钪(Sc)和钇(Y)共17种元素,称为稀土元素。本回答被提问者采纳稀土元素是周期表中IIIB族钇和镧系元素之总称。其中钷是人造放射性元素。他们都是很活泼的金属,性质极为相似,常见化合价+3,其水合离子大多有颜色,易形成稳定的配化合物。稀土金属,由于熔点较低,在电解过程可呈熔融状态在阴极上析出,故一般均采用电解法制取。可用氯化物和氟化物两种盐系,前者以稀土氯化物为原料加入电解槽,后者则以氧化物的形式加入。
日本是稀土的主要使用国,目前中国出口的稀土数量居全球之首 稀土作为许多重大武器系统的关键材料,美国几乎都需从中国进口(某些程度上是战略的储备)。 稀土是中国最丰富的战略资源,它是很多高精尖产业所必不可少原料,中国有不少战略资源如铁矿等贫乏,但稀土资源却非常丰富。 在当前,资源是一个国家的宝贵财富,也是发展中国家维护自身权益,对抗大国强权的重要武器。中国改革开放的总设计师邓小平同志曾经意味深长地说:“中东有石油,我们有稀土。”稀土是一组同时具有电、磁、光、以及生物等多种特性的新型功能材料, 是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料,同时也对改造某些传统产业, 如农业、化工、建材等起着重要作用。稀土用途广泛, 可以使用稀土的功能材料种类繁多, 正在形成一个规模宏大的高技术产业群, 有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。有“工业维生素”的美称。在军事方面 稀土有工业“黄金”之称,由于其具有优良的光电磁等物理特性,能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料,其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。比如大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。而且,稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。稀土科技一旦用于军事,必然带来军事科技的跃升。从一定意义上说,美军在冷战后几次局部战争中压倒性控制,以及能够对敌人肆无忌惮地公开杀戮,正缘于稀土科技领域的超人一等。在冶金工业方面 稀土金属或氟化物、硅化物加入钢中,能起到精炼、脱硫、中和低熔点有害杂质的作用,并可以改善钢的加工性能;稀土硅铁合金、稀土硅镁合金作为球化剂生产稀土球墨铸铁,由于这种球墨铸铁特别适用于生产有特殊要求的复杂球铁件,被广泛用于汽车、拖拉机、柴油机等机械制造业;稀土金属添加至镁、铝、铜、锌、镍等有色合金中,可以改善合金的物理化学性能,并提高合金室温及高温机械性能。在石油化工方面 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,因而取代了硅酸铝催化剂用于石油催化裂化过程;在合成氨生产过程中,用少量的硝酸稀土为助催化剂,其处理气量比镍铝催化剂大12米,早熟3~5天,而且籽粒饱满,增产14%。大豆用稀土拌种,出苗提早1天,单株结荚数增加146个,3粒荚数增多,增产140%。喷施稀土可使苹果和柑橘果实的Vc含量、总糖含量、糖酸比均有所提高,促进果实着色和早熟。并可抑制贮藏过程中呼吸强度,降低腐烂率。 “中国对西方发动稀土战”的论调就在西方满天飞。稀土这种分布在世界多国的资源,被描述成中国要挟他国的“独门武器”。德国《每日镜报》援引一名德国经济界驻京代表的话说,中国人玩稀土就像当年欧佩克玩石油一样;美国《新闻周刊》则称,稀土是高悬于中国贸易伙伴头上的“达摩克利斯之剑”。 1,日本。是渲染稀土荒担忧论调声音最大的,没有稀土资源,却身为世界稀土消费大国的日本。虽然它已廉价从中国购买、储备了能用20年的稀土,但仍然大张旗鼓地迈开了全球寻找稀土廉价供应商的脚步。近期,日本外交官的身影频繁穿梭于印度、越南、蒙古、哈萨克斯坦,这些国家有个共同点:拥有或可能拥有稀土。日本迅速同欧美组成“抗议阵营”,日媒指责中国的稀土战略,同俄罗斯玩弄天然气管道的手法如出一辙,是彻头彻尾的“资源武器化”。并搬出WTO规则来大肆制造国际舆论,目的恐怕不仅是想迫使中国在稀土出口上对日实质让步,而是要借此在国际舆论中将中国孤立化。 2,美国。美国稀土生产商近期表示,计划在2012年年底前,将集团在美国的稀土年产量大幅提升至2万吨,并以中国的一半价钱,抢占1/6市场。美国稀土生产商指出,从中国装运出口的稀土数量肯定减少。为打破中国控制稀土供应的局面,美国在加州的矿场计划于明年1月1日动工增产,项目将耗资5世界上,90%以上的稀土资源都在我国,而稀土资源的作用范围非常广,从电子产品,化工产品,生活用具,到能源应用,都离不开它。可以说,这是一种非常重要的战略性资源。当然,它还有许多其他价值,这里就不一一累述了。总之,掌握了稀土资源,无论是在科技还是生活,都会产生重大的影响。百度一下 17种稀土元素名称的由来及用途浅说,了解了元素的性质及用途,意义就出来了