
瑞琪/图
小朋友们,近日,“稀土”这个词在国际热点中频频被提到。那么稀土究竟是什么?到底有多重要呢?
稀土确实是一种重要的资源。在生活中离我们并不遥远。当我们坐新能源车出行,将电机的电能转化为动能;当我们打开手机,屏幕发出柔和的光线;当我们网上购物,为数据精准传输保驾护航的光纤……其中都有稀土元素的功劳!
稀土有哪些神奇应用?
看过化学元素周期表的小朋友,一定注意到这17位特殊的成员,镧系的15个元素从镧到镥,再加上钪和钇这两个“编外成员”,它们被统称为稀土。
为何这17个元素能归为一族呢?奥秘在于它们的外层电子构型。元素的化学性质主要由外层电子构型决定,在周期表中从镧到镥的稀土元素,随着原子序数递增,新增的电子会填充进内层轨道,而外层轨道始终保持着两个电子。
这种高度相似的电子排布,使得它们拥有相似的化学特性。我们可以打个比方,可以把它们想象成性格极为相似、总爱抱团出现的多胞胎兄弟。
那为什么叫“稀土”呢?原来,在自然界中,它们常常以氧化物的形态示人,外观灰蒙蒙的,这才被误解为“土”。可实际上,它们有着非凡的才能,被誉为“工业维生素”和“新材料的母亲”。
从高端的军事装备到常见的民用电子产品,从农业到石油化工、冶金、玻璃、陶瓷制造,稀土元素的身影无处不在,在其中发挥着重要作用。
稀土到底“稀”在哪儿?
稀土里带一个“稀”字,可见当初它就是罕见之物,因为在18世纪发现的稀土矿物较少,且受提炼技术限制。
而今,我国在稀土资源储量上堪称“土豪”,全球稀土储量分布中,我国独占36.7%的份额。内蒙古的白云鄂博矿就是轻稀土领域的“大哥”,镧、铈等轻稀土储量极为丰富。而在江西、广东等地的离子型矿则以铽、镝等中重稀土为主。它们为我国乃至全球的高端产业发展提供了关键的资源支撑。
既然稀土储量并不少,为何会如此“稀罕”呢?原因在于稀土元素的特性。
前面提到,稀土元素就像多胞胎,化学性质相似到亲妈都难以辨认,这就导致它的提炼提纯难度极大。传统分离方法效率低得让人怀疑人生,高难度的提炼过程,使得稀土在实际应用中显得尤为珍贵,这就有了“稀罕”的标签。
萃取技术让中国稀土成王牌
别看目前我国的稀土产量位居世界首位,而这个位置可真的来之不易。
之前,我国虽然有丰富的稀土资源,但因为缺乏高效的提纯技术,只能低价出口混合稀土,然后再高价从国外进口高纯度的稀土产品。
后来,“中国稀土之父”徐光宪爷爷提出的串级萃取技术,彻底改变了这种局面。这项技术萃取纯度高,成本低,让我国稀土行业实现了质的飞跃,也从稀土资源大国转变为生产大国,在国际舞台上拥有了更强的话语权。
2024年年底,国家还重磅出台新规,要求对稀土减少开采,这并非限制稀土产业的发展,而是为了更加合理地利用这一宝贵资源。同时,鼓励回收,通过建立完善的回收体系,将废弃电子产品、工业废料等其中蕴含的稀土元素重新提取出来,实现资源的循环利用。此外,还要加强绿色技术研发,推动稀土行业向更加环保、可持续的方向发展。
小挑战来了!
小朋友们,下面这些稀土家族成员的名字,你们都能念对吗?
镧(lán)、铈(shì)、镨(pǔ)、钕(nǚ)、钷(pǒ)、钐(shān)、铕(yǒu)、钆(gá)、铽(tè)、镝(dī)、钬(huǒ)、铒(er)、铥(diū)、镱(yì)、镥(lǔ)、钪(kàng)、钇(yǐ)
今天就算认识了,这17个元素,每一个都有着独特的性质和重要用途,它们共同构成了稀土这个神秘而又强大的家族,在现代工业和科技领域中发挥着不可替代的作用。