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研究结果表明,稀土元素可以提高植物的叶绿素含量,增强光合作用,促进根系发育,增加根系对养分吸收。稀土还能促进种子萌发,提高种子发芽率,促进幼苗生长。除了以上主要作用外,还具有使某些作物增强抗病、抗寒、抗旱的能力。 大量的研究还表明,使用适当浓度稀土元素能促进植物对养分的吸收、转化和利用。玉米用稀土拌种,出苗、拔节比对照早1~2天,株高增加0.2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14.8~26.6个,3粒荚数增多,增产14.5%~20.0%。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。
我国是名副其实的世界第一大稀土资源国,已探明的稀土资源量约6588万吨。2012年6月20日,国务院新闻办发布《中国的稀土状况与政策》白皮书。该文件指出,我国以23%的稀土资源承担了世界90%以上的市场供应。我国稀土行业的快速发展,不仅满足了国内经济社会发展的需要,而且为全球稀土供应作出了重要贡献。长期以来,我国认真履行加入世界贸易组织的承诺,遵守世界贸易组织规则,促进稀土的公平贸易。我国稀土资源不但储量丰富,而且还具有矿种和稀土元素齐全、稀土品位及矿点分布合理等优势,为我国稀土工业的发展奠定了坚实的基础。中国稀土资源成矿条件十分有利、矿床类型齐全、分布面广而有相对集中,目前,地质科学工作中已在全国三分之二以上的省(区)发现上千处矿床、矿点和矿化地。但集中分布在内蒙古的白云鄂博、江西赣南、广东粤北、四川凉山和山东微山等地,形成北、南、西、东的分布格局,并且有北轻南重的分布特点。
美国稀土资源主要有氟碳铈矿、独居石及在选别其它矿物时,作为副产品可回收黑稀金矿、硅铍钇矿和磷钇矿。位于加利福尼亚的圣贝迪诺县的芒廷帕斯矿,是世界上最大的单一氟碳铈矿,该矿山1949年勘探放射性矿物时发现,稀土品位为5~10%REO,储量达500万吨之多,是一大型稀土矿。 美国很早就开采独居石,开采的砂矿量是佛罗里达州的格林科夫斯普林斯矿。矿床长约19km,宽1.2km,厚为6m,独居石较为丰富。此外,北卡罗来纳州、南卡罗来纳州、佐治亚州、爱达荷州和蒙大拿州也有砂矿分布,储量也相当可观。
印度主要矿床是砂矿。印度的独居石生产从1911年开始,最大矿床分布在喀拉拉邦、马德拉斯邦和奥里萨拉邦。有名矿区是位于印度南部西海岸的恰瓦拉和马纳范拉库里奇称为特拉范科的大矿床,它在1911~1945年间的供矿量占世界的一半,仍然是重要的产地。1958年在铀、钍资源勘探中,在比哈尔邦内陆的兰契高原上发现了一个新的独居石和钛铁矿矿床,规模巨大。印度独居石钍含量高达8%ThO2。在马纳范拉库里奇采的重砂独居石占5~6%。钛铁矿占65%,金红石3%,锆英石5~6%,石榴石7~8%。
前苏联的稀土储量很大,主要是伴生矿床位于科拉半岛,存在于碱性岩中的含稀土的磷灰石。 前苏联的主要稀土来源就是从磷灰石矿石中回收稀土,此外,在磷灰石矿石中,还可回收的稀土矿物有铈铌钙钛矿,含稀土为29~34%。另外,在赫列比特和森内尔还有氟碳铈矿。
澳大利亚是独居石的生产大国,独居石是作为生产锆英石和金红石及钛铁矿的副产品加以回收。澳大利亚的砂矿主要集中在西部地区。澳大利亚也产磷钇矿。 澳大利亚可开发利用的稀土资源,还有位于昆士兰州中部艾萨山的采铀的尾矿,南澳大利亚州罗克斯伯唐斯铜、铀金矿床。
加拿大主要从铀矿中副产稀土。位于安大略省布来恩德里弗-埃利特湖地区的铀矿,主要由沥青铀矿、钛铀矿和独居石、磷钇矿组成,在湿法提铀时,可把稀土也提出来。 此外,在魁北克省的奥卡地区拥有的烧绿石矿,也是稀土的一个很大潜在资源。还有纽芬兰岛和拉布拉多省境内的斯特伦奇湖矿,也含有钇和重稀土正准备开发。
南非是非洲地区最重要的独居石生产国。位于开普省的斯廷坎普斯克拉尔的磷灰石矿,伴生有独居石,是世界上唯一单一脉状型独居石稀土矿。此外,在东南海岸的查兹贝的海滨砂中也有稀土,在布法罗萤石矿中也伴生独居石和氟碳铈矿,正计划和研究回收。
主要从锡矿的尾矿中回收独居石、磷钇矿和铌钇矿等稀土矿物,曾一度是世界重稀土和钇的主要来源。
埃及从钛铁矿中回收独居石。矿床位于尼罗河三角洲地区,属于河滨沙矿,矿源由上游风化的冲积砂沉积而成,独居石储量约20万吨。
巴西是世界稀土生产的最古老国家,1884年开始向德国输出独居石,曾一度名扬世界。巴西的独居石资源主要集中于东部沿海,从里约热内卢到北部福塔莱萨,长达约643km地区,矿床规模大。
稀土元素又称稀土金属。稀土金属已广泛应用于电子、石油化工、冶金、机械、能源、轻工、环境保护、农业等领域。
稀土元素在地壳中丰度并不稀少,只是分布极不均匀,主要集中在中国、美国、印度、前苏联、南非、澳大利亚、加拿大、埃及等几个国家。中国是世界稀土资源储量最大的国家,主要稀土矿有白云鄂博稀土矿、山东微山稀土矿、冕宁稀土矿等。
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稀土是关系到世界和平与国家安全的战略性金属。因为具有优良的光电磁等物理特性,所以能与其他材料组成性能不同的新型材料,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...
要看检测什么元素,稀土元素包括17个元素,是定量还是定性?一般来说,稀土的检测采用发射光谱或X荧光分析方法,可以定性,也可以定量。目前,发射光谱分析方法所使用的光源一般是等离子体,也就是ICP-AES...
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。
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。
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1.5倍;在合成顺丁橡胶和异戊橡胶过程中,采用环烷酸稀土-三异丁基铝型催化剂,所获得的产品性能优良,具有设备挂胶少,运转稳定,后处理工序短等优点;复合稀土氧化物还可以用作内燃机尾气净化催化剂,环烷酸铈还可用作油漆催干剂等。
稀土氧化物或经过加工处理的稀土精矿,可作为抛光粉广泛用于光学玻璃、眼镜片、显像管、示波管、平板玻璃、塑料及金属餐具的抛光;在熔制玻璃过程中,可利用二氧化铈对铁有很强的氧化作用,降低玻璃中的铁含量,以达到脱除玻璃中绿色的目的;添加稀土氧化物可以制得不同用途的光学玻璃和特种玻璃,其中包括能通过红外线、吸收紫外线的玻璃、耐酸及耐热的玻璃、防X-射线的玻璃等;在陶釉和瓷釉中添加稀土,可以减轻釉的碎裂性,并能使制品呈现不同的颜色和光泽,被广泛用于陶瓷工业。
稀土钴及钕、铁、硼永磁材料,具有高剩磁、高矫顽力和高磁能积,被广泛用于电子及航天工业;纯稀土氧化物和三氧化二铁化合而成的石榴石型铁氧体单晶及多晶,可用于微波与电子工业;用高纯氧化钕制作的钇铝石榴石和钕玻璃,可作为固体激光材料;稀土六硼化物可用于制作电子发射的阴极材料;镧镍金属是70年代新发展起来的贮氢材料;铬酸镧是高温热电材料;近年来,世界各国采用钡钇铜氧元素改进的钡基氧化物制作的超导材料,可在液氮温区获得超导体,使超导材料的研制取得了突破性进展。 此外,稀土还广泛用于照明光源,投影电视荧光粉、增感屏荧光粉、三基色荧光粉、复印灯粉;在农业方面,向田间作物施用微量的硝酸稀土,可使其产量增加5~10%;在轻纺工业中,稀土氯化物还广泛用于鞣制毛皮、皮毛染色、毛线染色及地毯染色等方面。
商务部称中国稀土储备仅能维持20年,中国稀土储量在1996至2009年间大跌37%,只剩2700万吨,储量占世界的23%。按现有生产速度,我国的中、重类稀土储备仅能维持15至20年,有可能需要进口。中国并非世界上唯一拥有稀土的国家,却在过去几十年承担了供应世界大多数稀土的角色,结果付出了破坏自身天然环境与消耗自身资源的代价。 日韩行动——大把投钱绕过中国找稀土 日本开始在全球范围内四处寻找能够替代中国的稀土供应源。东京计划投资12亿美元用来改善稀土供应状况。日本已经与蒙古闪电达成协议,从本月起开发该国的稀土资源。 另一稀土消耗大国韩国也有类似的计划。本月初,韩国宣布将投资1500万美元,在2016年前储备1200吨稀土。日本媒体欢呼又有了重大发现——太平洋海底的稀土多了去了。据外媒报道,英国《自然—地球科学》杂志网络版3日刊登了日本东京大学副教授加藤泰浩领导的研究小组的研究成果。该研究成果称,包括夏威夷岛在内的太平洋中部约880万平方公里海域及东南部塔西提岛附近约240万平方公里海域的淤泥中,含有高浓度的稀土,整个可开采量约是陆地上的1000倍。
概念
稀土并不是土,它是一种重要的战略资源,特别是高新技术工业的重要原料,如军事装备方面一些精确打击武器,一些汽车零部件和高科技产品,都依赖用稀土金属制造的组件。
这种稀有的战略资源主要集中在中国。因此一些西方媒体评论说,分配这种宝贵资源的时候,得到上帝垂青的是中国。
商务部国际贸易经济研究院欧洲部主任李钢说:我们国家这方面的产业发展还是比较快的,从探明的储量、生产能力等方面来看,应该说摸的家底比较清楚。
概念股
包钢稀土:拥有稀土资源5738万吨储量,占世界稀土矿储量62%;公司稀土类产品年产能约5.4万吨。公司拟通过五年时间储备30万吨左右稀土金矿,通过两年时间储存8万吨左右稀土产品。
广晟有色:拥有稀土资源713万吨,年产能近2万吨;公司稀土冶炼分离能力8000吨,居全国同行业第一。
中色股份:于广东韶关新丰投资建设7000吨/年稀土分离项目(新丰是国内重要的离子型稀土矿的产区)。
厦门钨业:拥有稀土资源13万吨储量,年产能约0.2万吨。
五矿发展:拥有了国内最大的稀土基地,并在江西赣州组建五矿稀土(江西离子型稀土远景储量940万吨、保有储量230万吨,其中90%的资源在赣州),将整合赣州周边地区优质离子型稀土资源和稀土分离冶炼企业。
江西铜业:大股东江西铜业集团对四川稀土资源进行整合,收购的四川冕宁牦牛坪稀土矿已探明储量近200万吨,现存储量157万吨。
中国稀土
中国是唯一能够提供全部17种稀土金属的国家,储量占世界的23%,是名副其实的“稀土大国”。日本、欧洲和北美都是它的主要市场。
然而,具有如此巨大垄断潜力的中国稀土,多年来却被卖成了土的价格,定价权一直掌握在欧美等国的手里。
对外经贸大学国际经济贸易学院副教授崔凡指出:长期以来,国际贸易界就有这样的抱怨,中国把稀土卖成土的价格。国内各个地方也没有协调,争相出口,为了部门利益或地方利益,争相压价,把我们的自然资源消耗得过于厉害。
由于中国稀土多年大量出口,导致欧美等国每年以极其低廉的价格进行囤积,一旦稀土资源短缺时,他们就拿出从我国手里购得的稀土打压“中国价格”。
中国社科院财贸所研究员冯雷指出,这对我国的贸易地位非常不利。
冯雷:“资源性产品出口出的很多的话,实际上是一种初级的贸易地位,对我国显然是不利的。”
近年来,中国政府已经开始限制稀土出口。出台新规划就是保护稀有战略资源的重要步骤之一。崔凡说:“控制出口,从中国角度来说,是从长远利益和经济利益考虑的。我们对一些能够有一定价格影响力的资源进行出口限制,是有一定合理性的。”
李钢指出,中国限制稀土出口,引起一些西方国家的担忧,甚至前一段时间还诉诸世界贸易组织,但实际上,限制稀有金属的出口并不违背世贸组织的规则。
李钢:“在WTO多边贸易体系当中,对于一个国家关于本国出口设限的问题,没有严格意义上的规定。第二就是,我们在2001年底加入WTO的议定书当中,我们也没有做过这方面的承诺。”
实际上,不仅中国在逐年加大对稀土资源的保护。美国早在1999年就已逐步停止开采本国的稀土资源。中国的近邻日本从1983年起就开始建立稀有金属储备制度和基地;韩国也在2008年决定采取官方和民间企业合作的方式,有计划地提高稀有金属储备规模。
我国稀土资源的开发利用现状与发展趋势
我国不仅稀土资源居世界首位,而且稀土生产量、出口量和应用量均居世界第一。本文主要介绍了我国稀土资源采选冶领域的发展状况及研究进展等,重点对包头混合型稀土精矿、四川氟碳铈矿和南方离子吸附型稀土矿3类主要稀土工业资源的冶炼分离工艺、新技术、新成果及其在稀土产业发展中的应用情况进行了综合评述,探讨了我国稀土选冶领域的发展趋势,分析了稀土行业存在的主要问题,并提出了下一步的发展建议。
中国稀土资源综合利用学术研讨会在深圳召开
由中国稀土学会地采选专业委员会主办,包钢集团矿山研究院承办的“中国稀土资源综合利用学术研讨会”于2009年10月23日-26日在深圳市胜利召开。来自全国各大学、研究院所、企业的领导、专家和学者共55人参加了此次会议。中国稀土学会秘书长王新林到会并在开幕式上讲话,中国稀土学会地采选专业委员会主任、包钢矿山研究院院长程建忠致开幕词,会议开幕式由中国稀土学会地采选专业委员会副主任李林森主持。
稀土由14种自然元素,以及合成元素组成。自然储量超过1.5亿吨,可开采储量超过0.88亿吨。稀土市场是一个多元化的市场,它不只是一个产品,而是15个稀土元素和钇、钪及其各种化合物从纯度46%的氯化物到99.9999%的单一稀土氧化物及稀土金属,均具有多种多样的用途。加上相关的化合物和混合物,产品不计其数。
稀土元素在地壳中的含量并不稀少,总的克拉克值达到了234.51%,比常见元素铜(克拉克值10%)、锌(克拉克值5%)、锡(克拉克值4%)、铅(克拉克值1?6%)、镍(克拉克值8%)、钴(克拉克值3%)都多。稀土元素在自然界矿物中的分布总体上看存在着三个特点:
①随原子序数的增加,稀土元素的克拉克值呈下降趋势
②原子序数为偶数的稀土元素的克拉克值一般大于与其相邻的奇数元素
③铈组元素(La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd)在地壳的含量大于钇组元素(Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y)。
在自然界中,稀土主要富集在花岗岩、碱性岩、碱性超基性岩及与它们有关的矿床中。稀土元素在矿物中的赋存状态,按矿物晶体化学分析主要有三种。
(1)稀土元素参加矿物的晶格,构成矿物必不可少的组成部分。这类矿物通常称之为稀土矿物。独居石(REPO4)、氟碳铈矿([La、Ce]FCO3)都属于此类。
(2)稀土元素以类质同象置换矿物中Ca、Sr、Ba、Mn、Zr等元素的形式分散在矿物中。这类矿物在自然界中较多,但是大多数矿物中的稀土含量较低。含稀土的萤石、磷灰石均属于此类。
(3)稀土元素呈离子吸附状态赋存于某些矿物的表面或颗粒之间。这类矿物属于风化壳淋积型矿物,稀土离子吸附于哪种矿物与该种矿物风化前所含矿母岩有关。稀土元素在地壳中平均含量为165.35×10-6(黎彤,1976)。在自然界中稀土元素主要以单矿物形式存在,世界上已发现的稀土矿物和含稀土元素的矿物有250多种,其中稀土含量ΣREE>5.8%的有50~65种,可视为稀土独立的矿物。重要的稀土矿物主要为氟碳酸盐和磷酸盐。
《稀土资源绿色高效高值化利用》由中国科学技术出版社出版。
郭耘
博士,博士生导师。现任华东理工大学研究员。主要从事稀土催化材料、环境催化等方面的研究工作。作为负责人先后承担了国家“973”计划、支撑计划、“863”项目、国家自然科学基金、上海市纳米科技专项项目等国家和省部级的科研项目。近5年发表SCI收录论文50余篇,申请中国发明专利20项(授权11项),申请国际发明专利2项(授权1项)。2005年入选上海市青年科技启明星计划,2010年入选教育部新世纪人才支持计划。“LPG汽车尾气稀土催化净化器"”2005年获第七届上海国际工业博览会创新奖,“汽车尾气三效净化催化剂”2006年获上海市技术发明一等奖,“稀土催化材料及在机动车尾气净化中的应用”2009年获国家科技进步二等奖,“隧道空气污染物综合治理系统”2009年获中国国际国际工业博览会创新奖。
黄昆
中国科学院过程工程研究所副研究员。主要从事有色金属冶金分离科学与工程研究,在萃取冶金物理化学、清洁分离等方面先后主持完成国家自然科学基金、国家“十五”科技攻关重点项目子课题、国家发改委重点工业试验、国家科技部院所专项基金等10余项科研项目。获省部级自然科学一等奖1项,二等奖2项,三等奖1项。已发表SCI/EI收录学术论文60余篇。申请发明专利49项(授权中国专利12项,国际专利2项)。科研成果通过部级鉴定10项。
本书其他作者包括:卞祖强、陈继、黄春辉、黄小卫、李富友、李星国、李永绣、廖春生、廖伍平、林东鲁、林君、刘会洲、牛京考、饶晓雪、吴文远、严纯华、杨占峰、张安文、张洪杰、朱明刚。