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澳大利亞稀土提煉技術如何

發布時間:2022-04-28 23:54:50

Ⅰ 中國稀土技術壟斷全球,成為鉗制美國王牌嗎

中國利用稀土這一資源優勢會成為鉗制美國的一張王牌。

稀土在工業上被稱為“維生素”,在科技產品中稀土的含量並不高,但是必不可少。導彈的制導系統、“坦克的激光測距儀、“F22”的發動機,都必須要有稀土這種材料。美國稀土一直以進口為主,80%由中國提供,美國也從愛沙尼亞、法國等國采購,但是這些國家的稀土資源也是來自中國,這些國家的稀土使中方冶煉後的中間產品。

其次,稀土開采不是難題,而是難在精煉,這項技術一直被中國壟斷著,稀土的分離,百分之八十是在中國境內進行,就是說,其他地方的稀土礦,無一例外的都要運往中國進行加工,再賣到其他國家。美國達到中國稀土分離的水平,需要幾年的時間才能達到中國的水平。中國技術強、成本低,是競爭力強的關鍵原因。而且,中方的稀土供應一直是處於壟斷地位的,發達國家開采稀土礦,私人投入的資金太多,不願承受。企業無法回收成本,政府的高額補貼就顯得尤為關鍵了。

Ⅱ 2020年中國稀土產量約14萬噸,穩居世界第一名,那美國和澳大利亞呢

按《2021-2027年中國稀土行業市場運行格局及戰略咨詢研究報告》顯示的信息,2020年,我國稀土開采繼續實行「總量控制的策略」,總產量由上年的13.3萬噸,提升至14萬噸,繼續穩居全球各國之首。

不僅如此,近些年我國還加大了稀土進口力度。在繼續保持全球最大稀土出口國的同時,也成為了全球最大的稀土進口國,並有望在2025年左右實現進口大於出口,成為稀土「凈進口國」。

需要提醒的是,本文數據來自《2021-2027年中國稀土行業市場運行格局及戰略咨詢研究報告》,可能與其他報告中給出的數值有出入,不完全一致,請知曉。對此,網友們如何看待呢?本文由【南生】整理並撰寫,無授權請勿轉載、抄襲!

Ⅲ 世界上稀土儲量最大的國家是。

中國是世界最大的稀土資源國,工業儲量佔世界探明儲量的80%,而且品種全,質量優。起步於50年代的我國稀土工業在改革開放的年代裡迅猛發展。近十幾年來,我國稀土產量以年均40%的增長率遞增,稀土產量和生產能力躍居世界首位,產品日益向高純化發展。隨著科學技術的進步,我國稀土的應用推廣工作在80年代取得重大進展,國產稀土產品廣泛用於機械、鋼鐵、有色、石化、輕紡、電子、農牧養殖和高科技等領域,一些稀土應用技術已居國際領先地位。據介紹,稀土的推廣應用每年為國家多生產130萬噸汽油,新增糧油2億公斤,節電20億千瓦時。稀土農用技術是我國獨創。1987年以來,全國施用稀土微肥的土地達1.3億畝,新增經濟效益15億多元。

中國:
中國是名副其實的世界第一大稀土資源國,已探明的稀土資源量約6588萬噸。中國稀土資源成礦條件十分有利、礦床類型齊全、分布面廣而有相對集中。但是因為中國稀土占據著幾個世界第一:儲量佔世界總儲量的第一,尤其是在軍事領域擁有重要意義且相對短缺的中重稀土;生產規模第一,造就了一些國家的貪婪。至2012年初統計數據顯示,我國稀土世界佔有量由2005年的96%下降至30%。

美國:
美國稀土資源主要有氟碳鈰礦、獨居石及在選別其它礦物時,作為副產品可回收黑稀金礦、硅鈹釔礦和磷釔礦。位於加利福尼亞的聖貝迪諾縣的芒廷帕斯礦,是世界上最大的單一氟碳鈰礦,該礦山1949年勘探放射性礦物時發現,稀土品位為5~10%REO,儲量達500萬噸之多(佔全球百分之十三),是一大型稀土礦。美國很早就開采獨居石,現在開採的砂礦量是佛羅里達州的格林科夫斯普林斯礦。礦床長約19km,寬1.2km,厚為6m,獨居石較為豐富。此外,北卡羅來納州、南卡羅來納州、喬治亞州、愛達荷州和蒙大拿州也有砂礦分布,儲量也相當可觀。不過美國早已關閉了許多的稀土礦,包括全球最大的芒廷帕斯礦山
印度:
印度主要礦床是砂礦。印度的獨居石生產從1911年開始,最大礦床分布在喀拉拉邦、馬德拉斯邦和奧里薩拉邦。有名礦區是位於印度南部西海岸的恰瓦拉和馬納范拉庫里奇稱為特拉范科的大礦床,它在1911~1945年間的供礦量佔世界的一半,現在仍然是重要的產地。1958年在鈾、釷資源勘探中,在比哈爾邦內陸的蘭契高原上發現了一個新的獨居石和鈦鐵礦礦床,規模巨大。印度獨居石釷含量高達8%ThO2。在馬納范拉庫里奇採的重砂獨居石佔5~6%。鈦鐵礦佔65%,金紅石3%,鋯英石5~6%,石榴石7~8%。
前蘇聯:
前蘇聯的稀土儲量很大,主要是伴生礦床位於科拉半島,存在於鹼性岩中的含稀土的磷灰石。前蘇聯的主要稀土來源就是從磷灰石礦石中回收稀土,此外,在磷灰石礦石中,還可回收的稀土礦物有鈰鈮鈣鈦礦,含稀土為29~34%。另外,在赫列比特和森內爾還有氟碳鈰礦。
澳大利亞:
澳大利亞是獨居石的生產大國,獨居石是作為生產鋯英石和金紅石及鈦鐵礦的副產品加以回收。澳大利亞的砂礦主要集中在西部地區。澳大利亞也產磷釔礦。澳大利亞可開發利用的稀土資源,還有位於昆士蘭州中部艾薩山的采鈾的尾礦,南澳大利亞州羅克斯伯唐斯銅、鈾金礦床。
加拿大:
加拿大主要從鈾礦中副產稀土。位於安大略省布來恩德里弗-埃利特湖地區的鈾礦,主要由瀝青鈾礦、鈦鈾礦和獨居石、磷釔礦組成,在濕法提鈾時,可把稀土也提出來。此外,在魁北克省的奧卡地區擁有的燒綠石礦,也是稀土的一個很大潛在資源。還有紐芬蘭島和拉布拉多省境內的斯特倫奇湖礦,也含有釔和重稀土正准備開發。
南非;
南非是非洲地區最重要的獨居石生產國。位於開普省的斯廷坎普斯克拉爾的磷灰石礦,伴生有獨居石,是世界上唯一單一脈狀型獨居石稀土礦。此外,在東南海岸的查茲貝的海濱砂中也有稀土,在布法羅螢石礦中也伴生獨居石和氟碳鈰礦,正計劃和研究回收。
馬來西亞;
主要從錫礦的尾礦中回收獨居石、磷釔礦和鈮釔礦等稀土礦物,曾一度是世界重稀土和釔的主要來源。
埃及:
埃及從鈦鐵礦中回收獨居石。礦床位於尼羅河三角洲地區,屬於河濱沙礦,礦源由上游風化的沖積砂沉積而成,獨居石儲量約20萬噸。
巴西:
巴西是世界稀土生產的最古老國家,1884年開始向德國輸出獨居石,曾一度名揚世界。巴西的獨居石資源主要集中於東部沿海,從里約熱內盧到北部福塔萊薩,長達約643km地區,礦床規模大。

TOP5:澳大利亞
澳大利亞是獨居石的生產大國,該國的砂礦主要集中在西部地區。該國可開發利用的稀土資源,還有位於昆士蘭州中部艾薩山的采鈾的尾礦,南澳大利亞州羅克斯伯唐斯銅、鈾金礦床。

TOP4:印度
印度的稀土儲量排名全球第四位,該國原來唯一的商用稀土材料來源為印度卡拉拉邦獨居石沙灘提取的稀土材料。不過,在中國開始控制稀土供應量後,印度積極探索新的稀土來源,今年上半年,印度曾發現一座大型稀土富礦。

TOP3:俄羅斯
俄羅斯的稀土儲備也很大,其主要稀土來源為從磷灰石礦石中回收稀土。此外,在磷灰石礦石中,還可回收的稀土礦物有鈰鈮鈣鈦礦,含稀土為29%至34%。另外,在赫列比特和森內爾還有氟碳鈰礦。

TOP2:美國
美國並非沒有稀土資源,其稀土儲備量在全球排名第二位。不過,美國在2002年就封存了國內最大的稀土礦芒廷帕斯礦,轉而每年從中國大量進口。如果美國87家礦山如果全部開工,可以滿足世界稀土礦280年的商業性需求。

TOP1:中國
中國是絕對的稀土儲備第一大國,稀土資源不但儲量豐富,而且還具有礦種和稀土元素齊全、稀土品位及礦點分布合理等優勢。國新辦2012年發布的報告顯示,中國的稀土儲量佔世界的比重為23%,供應了全球90%的市場。

世界稀土儲量最多的三個國家中國、美國和俄羅斯,其中中國產量最高。
稀土被譽為「工業的味精」,自然資源的種類極為豐富,包括礦產資源、森林資源、氣候資源、土地資源和生物資源等,其中礦產資源屬於非可再生資源,其他自然資源多屬於可再生資源。自然資源在地球表面分布的最大特徵就是「不均衡性」,也就是有的地方多,而有的地方少

當然是我們中國了!
在目前已探明的稀土儲量中,我國仍居第一,約佔世界總儲量21000萬噸的43%,獨聯體達4000萬噸,佔世界儲量的19.5%,位居第二,美國為2700萬噸,佔世界12.86%,位居第三。其次巴西、澳大利亞、越南、加拿大和印度等國的擁有量也相當可觀。
稀土儲量最多的國家是中國,擁有世界儲量的86%.

中國是世界上稀土儲量最多的國家,擁有世界儲量的86%,主要分布在內蒙古、江西、山東、四川等地

Ⅳ 失去中國166億大單後,澳大利亞突然在稀土採取行動,這是為何

失去中國166億大單後,澳大利亞採取稀土行動主要是為了保全盟友的稀土供應。稀土大家肯定都不陌生,它因為罕見而價錢高,並且也因為有眾多的工業用途而被稱為是「萬能之土」,很多的國家都需要稀土的供應,而中國則是擁有稀土最多的國家之一,除此之外澳大利亞的稀土量也佔多數。


當然無論是鐵礦石還是相關的一些材料,中方對於澳大利亞來說無疑都是非常重要的存在,它這也屬於是自己斷了自己的路,以後想要再和中方合作也會變得非常的困難,它不斷地在突破自己的底線,也會使自己變得狼狽不堪。

Ⅳ 擁有稀土最多的國家除了中國還有哪裡

就擁有高品位輕稀土資源量的國家排序,澳大利亞居首位,俄羅斯次之,再次為美國、巴西,中國居第五。澳大利亞韋爾德山稀土不僅儲量大、綜合利用元素多,而且頭等礦的平均最高品位為14.8%,我國只有四川氂牛坪礦區個別礦脈局部塊段品位可達10%,白雲鄂博東礦平均品位為5.6%~6.2%,西礦平均品位為1.14%。按由稀土資源狀況及其他經濟技術因素組成的綜合競爭力分析,最具有競爭能力的是澳大利亞的稀土礦,澳大利亞奧里皮殼壩的稀土可作為提取銅、金、鈾的副產品回收,濱海砂礦的獨居石是回收鈦鐵礦、鋯石、金紅石後的副產品。

Ⅵ 中國如果禁止對美國出口稀土,影響最大的會是誰

這個東西影響是兩大方面吧。

1、美國的使用公司,生產會受到影響。
2、中國的稀土生產企業也會受到影響。
最好的辦法是提交稅率,抬高價格。雖然減少出口量,但是獲得大量利潤。

Ⅶ 稀土不出口給美國行不行

不行,因為中間的利益太大了,中國稀土產品價格長期以來一直受國外商家控制。國外一些有實力的貿易商和企業在低價時大量購進中國稀土產品,價格上漲時則停止采購、使用庫存,待再次降價時再行購進。這就逼著國內企業競相降價出售。國外都是大買家,而我們是100多家企業對外銷售。中國出口企業之間的惡性競爭!就是窩里斗,別人30萬一噸,就有人29萬一噸,也就不斷又更低了,所以停止對外出口基本是不太可能的,中國以23%的稀土資源儲量長期供應全球90%以上的市場需求,所以說它的貢獻是巨大的。但是我們在快速發展的同時,也存在著一些突出的問題,主要表現在資源的過度開采、環境的嚴重污染、產業結構不合理以及價格扭曲。

Ⅷ 稀土是如何提煉出來

1,碳酸氯化稀土

濃硫酸焙燒工藝:把稀土精礦與硫酸混合在回轉窯中焙燒。經過焙燒的礦用水浸出,則可溶性的稀土硫酸鹽就進入水溶液,稱之為浸出液。然後往浸出液中加入碳酸氫銨,則稀土呈碳酸鹽沉澱下來,過濾後即得碳酸稀土。

燒鹼法工藝:一般是將60%的稀土精礦與濃鹼液攪勻,在高溫下熔融反應,稀土精礦即被分解,稀土變為氫氧化稀土,把鹼餅經水洗除去鈉鹽和多餘的鹼,然後把水洗過的氫氧化稀土再用鹽酸溶解,稀土被溶解為氯化稀土溶液,調酸度除去雜質,過濾後的氯化稀土溶液經濃縮結晶即製得固體的氯化稀土。

2,磷礦稀土

熱法生產過程中, 稀土主要進入硅酸鹽熔渣中,可採用大量鹽酸或硝酸分解浸出, 過濾除去硅石後,再採用TBP等萃取回收稀土, 稀土回收率可以達到 60%。



(8)澳大利亞稀土提煉技術如何擴展閱讀

世界上已知的稀土礦物及含有稀土元素的礦物有250多種(截止到2019年10月),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。

Ⅸ 稀土材料的基本介紹

稀土就是化學元素周期表中鑭系元素—鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、鉕(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、鑥(Lu),以及與鑭系的15個元素密切相關的兩個元素—鈧(Sc)和釔(Y)共17種元素,稱為稀土元素。簡稱稀土。
稀土元素又稱稀土金屬。稀土金屬已廣泛應用於電子、石油化工、冶金、機械、能源、輕工、環境保護、農業等領域。 稀土元素在地殼中豐度並不稀少,只是分布極不均勻,主要集中在中國、美國、印度、俄羅斯、南非、澳大利亞、加拿大、埃及等幾個國家。中國是世界稀土資源儲量最大的國家,主要稀土礦有白雲鄂博稀土礦、山東微山稀土礦、冕寧稀土礦等等。
目前全世界已探明的儲量為,按人均儲量計算, 稀土永磁材料是將釤、釹混合稀土金屬與過渡金屬(如鈷、鐵等)組成的合金,用粉末冶金方法壓型燒結,經磁場充磁後製得的一種磁性材料。 稀土永磁分釤鈷(SmCo)永磁體和釹鐵硼(NdFeB)系永磁體,其中SmCo磁體的磁能積在15~30MGOe之間,NdFeB系永磁體的磁能積在27~50MGOe之間,被稱為「永磁王」,是目前磁性最高的永磁材料。釤鈷永磁體,盡管其磁性能優異,但含有儲量稀少的稀土金屬釤和稀缺、昂貴的戰略金屬鈷,因此,它的發展受到了很大限制。我國稀土永磁行業的發展始於上世紀60年代末,當時的主導產品是釤-鈷永磁,目前釤-鈷永磁體世界銷售量為630噸,我國為90.5噸(包括SmCo磁粉),主要用於軍工技術。隨著計算機、通訊等產業的發展,稀土永磁特別是NdFeB永磁產業得到了飛速發展。
稀土永磁材料是現在已知的綜合性能最高的一種永磁材料,它比十九世紀使用的磁鋼的磁性能高100多倍,比鐵氧體、鋁鎳鈷性能優越得多,比昂貴的鉑鈷合金的磁性能還高一倍。由於稀土永磁材料的使用,不僅促進了永磁器件向小型化發展,提高了產品的性能,而且促使某些特殊器件的產生,所以稀土永磁材料一出現,立即引起各國的極大重視,發展極為迅速。我國研製生產的各種稀土永磁材料的性能已接近或達到國際先進水平。
現在稀土永磁材料已成為電子技術通訊中的重要材料,用在人造衛星,雷達等方面的行波管、環行器中以及微型電機、微型錄音機、航空儀器、電子手錶、地震儀和其它一些電子儀器上。目前稀土永磁應用已滲透到汽車、家用電器、電子儀表、核磁共振成像儀、音響設備、微特電機、行動電話等方面。在醫療方面,運用稀土永磁材料進行「磁穴療法」,使得療效大為提高,從而促進了「磁穴療法」的迅速推廣。在應用稀土的各個領域中,稀土永磁材料是發展速度最快的一個。它不僅給稀土產業的發展帶來巨大的推動力,也對許多相關產業產生相當深遠的影響。 磁性材料由於磁場的變化,其長度和體積都要發生微小的變化,這種現象稱為磁致伸縮。其中長度的變化稱為線性磁致伸縮,體積的變化稱為體積磁致伸縮。體積磁致伸縮比線性磁致伸縮要弱得多,一般提到磁致伸縮均指線性磁致伸縮。磁致伸縮效應是1842年由焦耳發現的,故又稱焦耳效應。長期以來,作為磁致伸縮材料的主要是鎳、鐵等金屬或合金,由於磁致伸縮值較小,功率密度不高,故應用面較窄。主要用於聲納、超聲波發射等方面。
稀土超磁致伸縮材料是國外八十年代末新開發的新型功能材料。主要是指稀土-鐵系金屬間化合物。這類材料具有比鐵、鎳等大得多的磁致伸縮值,其磁致伸縮系數比一般磁致伸縮材料高約102~103倍,因此被稱為大或超磁致伸縮材料。並且機械響應快、功率密度高,在所有商品材料中,稀土超磁致伸縮材料是在物理作用下應變值最高、能量最大的材料。特別是鋱鏑鐵磁致伸縮合金(Terfenol-D)的研製成功,更是開辟了磁致伸縮材料的新時代,Terfenol-D是70年代才發現的新型材料,該合金中有一半成份為鋱和鏑,有時加入鈥,其餘為鐵,該合金由美國依阿華州阿姆斯實驗室首先研製成功,當Terfenol-D置於一個磁場中時,其尺寸的變化比一般磁性材料變化大,這種變化可以使一些精密機械運動得以實現。鋱鏑鐵開始主要用於聲納,目前已廣泛應用於多種領域,從燃料噴射系統、液體閥門控制、微定位到機械致動器、太空望遠鏡的調節機構和飛機機翼調節器等領域。它具有比傳統的磁致伸縮材料和壓電陶瓷高幾十倍的伸縮性能。所以可廣泛用於聲納系統、大功率超大型超聲器件、精密控制系統、各種閥門、驅動器等,是一種具有廣闊發展前景的稀土功能材料。這種材料的發展使電-機械轉換技術獲得突破性進展。對尖端技術、軍事技術的發展及傳統產業的現代化產生了重要作用。
美國前沿技術(Edge Technologies)公司1989年開始生產稀土大磁致伸縮材料,其商品牌號為Terfenol-D,隨後瑞典Feredyn AB公司也生產、銷售稀土大磁致伸縮材料,產品牌號為Magmeg 86,近10多年來,日本、俄羅斯、英國和澳大利亞等也相繼研究開發出TbDyFe2型磁致伸縮材料,並有少量產品銷售。稀土磁伸材料主要用於製作大功率聲納,後者廣泛應用於水下通訊、制導、捕魚、油井及地質探測等。其它應用包括閥門控制、精密車床、機器人、蠕動馬達、阻尼減振、延遲器及感測器等。稀土磁致伸縮材料的開發與應用,日益受到人們的關注,產量及市場消費量增長非常迅速。據美國前沿技術公司統計,全世界Terfenol-D合金產量,1989年僅為100kg,1993年約1000kg,1995年達到10噸,而到1997年已達到70噸。美國國內每年用於聲納等器件的Terfenol-D材料價值約數百萬到1千萬美元,聲納、油壓機、機器人等器件的市場金額每年約6億美元。最近5年來,Terfenol-D的市場年增長率為100%。 當某種材料在低於某一溫度時,出現電阻為零的現象即超導現象,該溫度即是臨界溫度(Tc)。超導體是一種抗磁體,低於臨界溫度時,超導體排斥任何試圖施加於它的磁場,這就是所謂的邁斯納效應。在超導材料中添加稀土可以使臨界溫度Tc大大提高,一般可達70~90K,從而使超導材料在價廉易得的液氮中使用,這就大大地推動了超導材料的研製和應用的發展。
超導現象是1911年由一位荷蘭物理學家首先發現的,當水銀溫度降低到43K時,水銀便失去了電阻。隨後超導體的研究開發一直在進行,到1973年,科學家們製得一種鈮鍺合金,其臨界溫度是23.3K。
1986年發現一些新的超導體,超導研究也因此取得了突破性進展,當時發現一種鑭鋇銅氧陶瓷,其臨界溫度為35K。1987年2月又發現YBa2Cu3O7-x高溫超導體的臨界溫度達90K以上,大大超過了氮的沸點(77K)。新型稀土高溫材料可以在液氮溫度下工作。 在磁場或磁矩作用下,物質的電磁特性(如磁導率、介電常數、磁化強度、磁疇結構、磁化方向等)會發生變化。因而使通向該物質的光的傳輸特性也隨之發生變化。光通向磁場或磁矩作用下的物質時,其傳輸特性的變化稱為磁光效應。
磁光材料是指在紫外到紅外波段,具有磁光效應的光信息功能材料。利用這類材料的磁光特性以及光、電、磁的相互作用和轉換,可製成具有各種功能的光學器件,如光調制器、光隔離器、環行器、開關、偏轉器、光信息處理機、顯示器、存貯器、激光陀螺偏頻磁鏡、磁強計、磁光感測器、印刷機等。
稀土元素由於4f電子層未填滿,因而產生:未抵消的磁矩,這是強磁性的來源,由於4f電子的躍遷,這是光激發的起因,從而導致強的磁光效應。單純的稀土金屬並不顯現磁光效應,這是由於稀土金屬至今尚未制備成光學材料。只有當稀土元素摻入光學玻璃、化合物晶體、合金薄膜等光學材料之中,才會顯現稀土元素的強磁光效應。
磁光器件是指用具有磁光效應的材料製作的各類光信息功能器件。雖然1845年法拉弟就發現了磁光效應,但在其後一百多年中,並未獲得應用。直到上世紀60年代初,由於激光和光電子技術的開發,才使得磁光效應的研究向應用領域發展,出現了新型的光信號功能器件—磁光器件。在激光應用中,除探索各種新型的激光器和接收器外,激光束的參數,例如強度、方向、偏轉、頻率、偏振狀態等的快速控制也是很重要的問題,磁光器件,就是利用磁光效應構成的各種控制激光束的器件,類似微波鐵氧體器件的發展和分類那樣,因光通訊的需要,1966年發展了磁光調制器、磁光開關、磁光隔離器、磁光環行器、磁光旋轉器、磁光相移器等磁光器件。由於光纖技術和集成光學的發展,1972年起又誕生了波導型的集成磁光器件。在60年代後期,因計算機存貯技術的發展,開發了磁光存貯技術。後來由於全息磁泡和光碟技術的日趨完善和商品化,從而出現了磁光印刷和磁光光碟系統。利用磁光效應研究圓柱狀磁疇(磁泡)而發展了磁泡技術。因信息技術的需要,在70年代中後期,在磁泡技術的基礎上,又發展了磁光信息處理機及磁泡顯示器。激光陀螺儀的發展中遇到了「閉鎖」問題,一度受挫,後來利用磁光效應,巧妙地克服了「閉鎖」,從而發展了一個全固態(無機械部件)的磁光偏頻激光陀螺。因此,每一種新型的磁光器件,都是在研究磁光效應的基礎上開發成功的。 本世紀二十年代末,科學家發現了磁性物質在磁場作用下溫度升高的現象,即磁熱效應。隨後許多科學家和工程師對具有磁熱效應的材料、磁致冷技術及裝置進行了大量的研究開發工作。到目前為止,20K以下的低溫磁致冷裝置在某些領域已實用化,而室溫磁致冷技術還在繼續研究攻關,目前尚未達到實用化的程度。
磁致冷材料是用於磁致冷系統的具有磁熱效應的物質。磁致冷首先是給磁體加磁場,使磁矩按磁場方向整齊排列,然後再撤去磁場,使磁矩的方向變得雜亂,這時磁體從周圍吸收熱量,通過熱交換使周圍環境的溫度降低,達到致冷的目的。磁致冷材料是指用於磁致冷系統的具有磁熱效應的一類材料,磁致冷材料是磁致冷機的核心部分,即一般稱謂的製冷劑或製冷工質。
低溫超導技術的廣泛應用,迫切需要液氦冷卻低溫超導磁體,但液氦價格昂貴,因而希望有能把液氦氣化的氦氣再液化的小型高效率製冷機。如果把以往的氣體壓縮—膨脹式製冷機小型化,必須把壓縮機變小,這樣將使製冷效率大大降低。因此,為了滿足液化氦氣的需要,人們加速研製低溫(4~20K)磁致冷材料和裝置,經過多年的努力,目前低溫磁致冷技術已達到實用化。低溫磁致冷所使用的磁致冷材料主要是稀土石榴石Gd3Ga5O12(GGG)和Dy3Al5O12(DAG)單晶。使用GGG或DAG等材料做成的低溫磁致冷機屬於卡諾磁致冷循環型,起始致冷溫度分別為16K和20K。
低溫磁致冷裝置具有小型化和高效率等獨特優點,廣泛應用於低溫物理、磁共振成像儀、粒子加速器、空間技術、遠紅外探測及微波接收等領域,某些特殊用途的電子系統在低溫環境下,其可靠性和靈敏度能夠顯著提高。
磁致冷是使用無害、無環境污染的稀土材料作為製冷工質,若取代目前使用氟里昂製冷劑的冷凍機、電冰箱、冰櫃及空調器等,可以消除由於生產和使用氟里昂類製冷劑所造成的環境污染和大氣臭氧層的破壞,因而能保護人類的生存環境,具有顯著的環境和社會效益。
1987年80多個國家參加簽署的《關於消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》規定,為了防止生產和使用氟氯碳類化合物造成的大氣臭氧層的破壞,到2000年全世界將限制和禁止使用氟里昂製冷劑,我國於1991年6月加入這個國際公約並作出規定,到2010年我國將禁止生產和使用氟里昂等氟氯碳和氫氟氯碳類化合物。因此,需要加快研究開發無害的新型製冷劑或不使用氟里昂製冷劑的其它類型製冷技術。迄今,在有關這方面的研究開發中,發現磁致冷是製冷效率高,能量消耗低,無污染的製冷方法之一。從目前美國室溫磁致冷技術研究進展情況看,在3到5年內,室溫磁致冷技術有可能在汽車空調系統中得到實際應用之後,並將進一步開發家用空調和電冰箱等磁致冷裝置。
磁致冷所用的製冷材料基本都是以稀土金屬為主要組元的合金或化合物,尤其是室溫磁致冷幾乎全是採用稀土金屬Gd或Gd基合金。
目前,磁致冷材料、技術和裝置的研究開發,美國和日本居領先水平,這些發達國家都把磁致冷技術研究開發列為21世紀的重點攻關項目,投入了大量資金、人力和物力,競爭極為激烈,都想搶先佔領這一高新技術領域。 激光是一種新型光源,它具有很好的單色性、方向性和相乾性,並且可以達到很高的亮度。與激光技術相應發展起來的各種晶體,如非線性晶體,能對激光束進行調頻、調幅、調偏及調相作用;能修正傳輸過程中激光圖像的畸變;熱電探測晶體能靈敏地探測到紅外光等。這些特性使激光很快就應用到工、農、醫和國防部門。
激光與稀土激光材料是同時誕生的。到目前為止,大約90%的激光材料都涉及到稀土。自從1960年在紅寶石中出現激光以來,同年就發現用摻釤的氟化鈣(CaF2:Sm2+)可輸出脈沖激光。1961年首先使用摻釹的硅酸鹽玻璃獲得脈沖激光,從此開辟了具有廣泛用途的稀土玻璃激光器的研究。1962年首先使用CaWO4:Nd3+晶體輸出連續激光,1963年首先研製稀土螯合物液體激光材料,使用摻銪的苯醯丙酮的醇溶液獲得脈沖激光,1964年找出了室溫下可輸出連續激光的摻釹的釔鋁石榴石晶體(Y3Al5O12:Nd3+),它已成為目前獲得了廣泛應用的固體激光材料,1973年首次實現銪-氦的稀土金屬蒸氣的激光振盪。由此可見,在短短的十多年裡,稀土的固態、液態和氣態都實現了受激發射。在激光工作物質中,稀土已成為一族很重要的元素。這都與它具有特殊的電子組態、眾多可利用的能級和光譜特性有關。
稀土激光材料可分為:固體、液體和氣體三大類。但後兩大類由於其性能、種類和用途等遠不如固體材料。所以一般說稀土激光材料通常是指固體激光材料。固體材料分為晶體、玻璃和光纖激光材料,而激光晶體又佔主導地位。
稀土材料是激光系統的心臟,是激光技術的基礎,由激光而發展起來的光電子技術,不僅廣泛用於軍事,而且在國民經濟許多領域,如光通訊、醫療、材料加工(切割、焊接、打孔、熱處理等)、信息儲存、科研、檢測和防偽等方面獲得廣泛應用,形成新產業。在軍事上,稀土激光材料廣泛應用於激光測距、制導、跟蹤、雷達、激光武器和光電子對抗、遙測、精密定位及光通訊等方面。提高和改變各軍種和兵種的作戰能力和方式,在戰術進攻和防禦中起重大作用。高功率激光材料可裝備激光致盲武器,以及光電對抗等武器。光發射二極體(LED)泵浦的激光晶體製成的激光器輸出光束質量好,非線性移頻效率高,可把毫瓦級的激光移頻到藍光、綠光和紅光區,用於光存貯、顯示、遙感、雷達和科研等。 人們很早就發現,稀土金屬與氫氣反應生成稀土氫化物REH2,這種氫化物加熱到1000℃以上才會分解。而在稀土金屬中加入某些第二種金屬形成合金後,在較低溫度下也可吸放氫氣,通常將這種合金稱為貯氫合金。在已開發的一系列貯氫材料中,稀土系貯氫材料性能最佳,應用也最為廣泛。其應用領域已擴大到能源、化工、電子、宇航、軍事及民用各個方面。用於化學蓄熱和化學熱泵的稀土貯氫合金可以將工廠的廢熱等低質熱能回收、升溫,從而開辟出了人類有效利用各種能源的新途徑。利用稀土貯氫材料釋放氫氣時產生的壓力,可以用作熱驅動的動力,採用稀土貯氫合金可以實現體積小、重量輕、輸出功率大,可用於制動器升降裝置和溫度感測器。
石油和煤炭是人類兩大主要能源燃料,但由於它們儲量有限,使用過程中產生環境污染等問題,因此解決能源短缺和環境污染成為當今研究的重點之一。氫是一種完全無污染的理想能源材料,具有單位質量熱量高於汽油兩倍以上的高能量密度,可從水中提取。氫能源開發應用的關鍵在於能否經濟地生產和高密度安全製取和貯運氫。
典型的貯氫合金LaNi5是1969年荷蘭菲利浦公司發現的,從而引發了人們對稀土系儲氫材料的研究。

Ⅹ 稀土礦是如何提練的

一般 用草酸 硫胺 按一定比例

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