稀土管控，能否重塑全球工业秩序？工业影响力有多大？
发布日期:2025-06-16
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稀土金属(rare earth metals)又称稀土元素，是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称，常用R或RE表示。稀土金属是从18世纪末叶开始陆续发现。稀土金属的光泽介于银和铁之间。稀土金属的化学活性很强。
稀土金属定义 稀土金属(rare earth metals)又称稀土元素，是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系17种元素的总称，常用R或RE表示。
稀土金属名称与化学符号
它们的名称和化学符号是钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。它们的原子序数是21(Sc)、39(Y)、57(La)到71(Lu)。
国内稀土储量
在目前已探明的稀土储量中，中国第一，约占世界总储量21000万吨的43％，独联体达4000万吨，世 界储量的19.5％，位居第二，美国为2700万吨，占世界12.86％，位居第三。其次巴西、澳大利亚、越南、加拿大和印度等国的拥有量也相当可观。
目前中国控制世界稀土市场98%的份额。
从中国进口稀土的主要三个国家有：日本、韩国、美国。其中，日本、韩国没有稀土资源，而美国拥有稀土资源但禁止开采。如果中国一直保持着这样的出口量，20年后，中国可能成为稀土小国或稀土无国。
稀土金属起源
稀土是历史遗留的名称。稀土金属是从18世纪末叶开始陆续发现。
当时人们常把不溶于水的固体氧化物称为土，例如把氧化铝叫陶土。稀土一般是以氧化物状态分离出来，又很稀少，因而得名稀土。稀土金属的化学性质很相似,所以在矿物中共生,但是钪的化学性质同其他稀土差别较大，一般稀土矿物中不含钪。最稀少的钷最初是从铀反应堆裂变产物中获得的，放射性元素147Pm的半衰期为 2.7年。过去认为自然界中不存在钷，直到1965年，芬兰一家磷酸盐工厂在处理磷灰石时发现了痕量的钷。
稀土金属发展
1787年瑞典人阿伦尼乌斯(C.A. Arrhenius)在斯德哥尔摩附近的于特比 (Ytterby)小镇上找到一种不寻常的 黑色矿石,1794年芬兰人加多林(J.Gadolin)从中分离出一种新的物质。三年后(1797)，瑞典人埃克贝里 (A.G.Ekeberg)证实了这一发现，并以发现地名给新的物质命名为yttria（钇土）。后来为了纪念加多林，称这种矿石为gadolinite（加多林矿，即硅铍钇矿）。1803年德国化学家克拉普罗特(M.H.Klaproth)、瑞典化学家贝采利乌斯(J.J.Berzelius)和希辛格尔(W. Hisinger)分别从一种矿石（铈硅矿）中发现了一种新的物质──铈土(ceria)。1839年瑞典人穆桑德尔(C.G. Mosander)发现了镧。1843年穆桑德尔又发现了铽和铒。1878年瑞士人马里纳克(J.C. G.de Marignac)发现了镱。1879年法国人布瓦博德朗(P.┵.L.de Boisbaudran)发现了钐，瑞典人克利夫 (P.T.Cleve)发现了钬和铥，瑞典人尼尔松(L.F. Nilson)发现了钪。1880年瑞士人马里纳克发现了钆。1885年奥地利人韦尔斯巴赫(A. von Wels-bach)发现了镨和钕。1886年布瓦博德朗发现了镝。1901年法国人德马尔凯(E.A.Demarcay)发现了铕。1907年法国人于尔班(G.Urbain)发现了镥。1947年美国人马林斯基（J.A.Marinsky）等从铀裂变产物中得到钷。从1794年加多林分离出钇土至1947年制得钷，历时150多年。
稀土工业
稀土工业始于 19世纪 80年代。当时需要从独居石（钍和稀土矿物）中提取制汽灯纱罩用的钍，而稀土则 是无用的副产品。到20世纪初，稀土在打火石、碳弧棒、玻璃着色和抛光粉等方面陆续得到应用。同时电灯取代了汽灯，因而在处理独居石过程中，钍和稀土主副易位。第二次世界大战期间，钍因为核技术的需求而大量生产，稀土又成为处理独居石过程的副产品，但纯度不高，应用不广。到50年代，由于离子交换和溶剂萃取新技术成功地应用于稀土的分离和提纯，稀土产品纯度提高，价格下降。60年代，稀土用作石油裂化催化剂和制取荧光粉；70年代出现稀土钴永磁体,并在炼钢中添加稀土,这些都促进了稀土工业的迅速发展。中国于50年代末制得除钷以外的全部稀土金属,60年代初开始工业生产。1972年制得钷。
稀土金属资源
稀土在地壳中占0.0153％，其中铈的地壳丰度最大(0.0046％)。
其次是钇、钕、镧等（表1）。稀土的丰度与常见金属锌、锡、钴相近。含稀土矿物已经发现的有250种以上,有工业价值的约50～60种，有开采价值的不到10种。最重要的稀土矿物是：氟碳铈镧矿(Ce，La)FCO3，工业精矿含稀土约60％和70％（按氧化物计，下同），大量产于美国加利福尼亚州；氟碳铈镧矿与独居石共生矿，工业精矿含稀土约60％和68％，大量产于中国内蒙古自治区白云鄂博;独居石CePO4、Th3（PO4）4是钛铁矿、金红石、锆英石加工的副产品,工业精矿含稀土约60％,主要产于澳大利亚、马来西亚、印度、巴西等国；磷钇矿是钇和重稀土的重要资源，工业精矿含钇约30％，主要产于马来西亚；离子吸附型稀土矿分为重稀土型和轻稀土型两类,在用电解质溶液渗浸法直接从原矿中浸出稀土时,前者所得混合稀土氧化物中氧化钇含量约为60％，后者为少铈富镧钐铕的轻稀土，产于中国。
中国稀土资源十分丰富，工业储量占世界第一位。除内蒙古自治区白云鄂博稀土共生矿和赣南离子吸附型矿外，广东、广西、江西、山东、湖南、台湾等省区还有独居石、磷钇矿、褐钇铌矿、氟碳铈镧矿等。世界各国稀土资源（中国除外）。钪在地壳中处于分散状态，是提取钨、锡等金属时的副产品。
稀土金属-性质
物理性质
稀土金属的光泽介于银和铁之间。杂质含量对它们的性质影响很大，因而载于文献中的物理性质常有明显差异。镧在6K时是超导体。大多数稀土金属呈现顺磁性，钆在 0℃时比铁具有更强的铁磁性。铽、镝、 钬、铒等在低温下也呈现铁磁性。镧、铈的低熔点和钐、铕、镱的高蒸气压表现出稀土金属的物理性质有极大差异。钐、铕、钆的热中子吸收截面比广泛用于核反应堆控制材料的镉、硼还大。稀土金属具有可塑性，以钐和镱为最好。除镱外，钇组稀土较铈组稀土具有更高的硬度。
化学性质
稀土金属的化学活性很强。当和氧作用时，生成稳定性很高的R2O3型氧化物(R表示稀土金属)。铈、镨、铽还生成CeO2、Pr6O11、PrO2、Tb4O7、TbO2型氧化物。它们的标准生成热和标准自由焓负值比钙、铝、镁氧化物的值还大。稀土金属氧化物的熔点在2000℃以上。铕的原子半径最大,性质最活泼,在室温下暴露于空气中立即失去金属光泽，很快氧化成粉末。镧、铈、镨、钕也易于氧化，在表面生成氧化物薄膜。金属钇、钆、镥的抗腐蚀性强，能较长时间地保持其金属光泽。稀土金属能以不同速率与水反应。铕与冷水剧烈反应释放出氢。铈组稀土金属在室温下与水反应缓慢，温度增高则反应加快。钇组稀土金属则较为稳定。稀土金属在高温下与卤素反应生成 ＋2、＋3、＋4价的卤化物。无水卤化物吸水性很强，很容易水解生成ROX（X表示卤素）型卤氧化物。稀土金属还能和硼、碳、硫、磷、氢、氮反应生成相应的化合物。稀土金属合金如镧镍合金(LaNi5)具有大量吸氢的能力，是良好的贮氢材料。
稀土金属用途
1980年全世界稀土产品的生产量约为 34000吨（以氧化物计），主要用于冶金、石油化工、玻璃陶瓷、荧光和电子材料等工业。世界历年消费分配比（不包括中国）。
稀土金属及其合金在炼钢中起脱氧脱硫作用，能使两者的含量都降低到0.001％以下,并改变夹杂物的 形态，细化晶粒，从而改善钢的加工性能，提高强度、韧性、耐腐蚀和抗氧化性等。稀土金属及其合金用于制造球墨铸铁、高强灰铸铁和蠕墨铸铁，能改变铸铁中石墨的形态,改善铸造工艺,提高铸铁的机械性能（合金钢，铸铁）。在青铜和黄铜冶炼中添加少量的稀土金属能提高合金的强度、延伸率、耐热性和导电性。在铸造铝硅合金中添加1～1.5％的稀土金属，可以提高高温强度。在铝合金导线中添加稀土金属，能提高抗张强度和耐腐蚀性。Fe-Cr-Al电热合金中添加0.3％的稀土金属,能提高抗氧化能力，增加电阻率和高温强度。在钛及其合金中添加稀土金属能细化晶粒，降低蠕变率，改善高温抗腐蚀性能。
用铈族混合稀土氯化物和富镧稀土氯化物制备的微球分子筛，用于石油催化裂化过程。稀土金属和过渡金属复合氧化物催化剂用于气体净化，能使一氧化碳和碳氢化物转化为二氧化碳和水。镨钕环烷酸-烷基铝-氯化烷基铝三元体系催化剂用于合成橡胶。
稀土抛光粉用于各种玻璃器件的抛光，CeO2用于玻璃脱色,同时提高其透明度；Pr6O11、Nd2O3等用于玻璃着色；La2O3、Nd2O3、CeO2等用于制造特种玻璃;在陶瓷工业中稀土可用于制造陶瓷釉料、耐火材料和陶瓷材料。单一的高纯稀土氧化物如Y2O3、 Eu2O3、 Gd2O3、La2O3、Tb4O7用于合成各种荧光体，如彩色电视红色荧光粉、投影电视白色荧光粉、超短余辉荧光粉、各种灯用荧光粉、X 光增感屏用荧光粉以及光转换等荧光材料。稀土金属碘化物用于制造金属卤素灯，它们的发光效率达80～100流明／瓦，色温为5500～6000K,接近日光,可以代替碳精棒电弧灯作照明光源。高纯 Y2O3、 Nd2O3、Ho2O3、Gd2O3是很好的激光材料。
用稀土金属制备的稀土－钴硬磁合金，具有高剩磁、高矫顽力的优点。钇铁石榴石(YIG)铁氧体是用高纯Y2O3和氧化铁制成的单晶或多晶的铁磁材料。它们用于微波器件(如YIG器件)。高纯Gd2O3用于制备钆镓石榴石(GGG)，它的单晶用作磁泡的基片。金属镧和镍制成的LaNi5贮氢材料,吸氢和放氢速度快,每摩尔LaNi5可贮存6.5～6.7摩尔氢。在原子能工业中，利用铕和钆的同位素的中子吸收截面大的特性，作轻水堆和快中子增殖堆的控制棒和中子吸收剂。稀土元素作为微量化肥，对农作物有增产效果。170Tm放出弱γ射线,用于制造手提X光机。打火石是稀土发火合金的传统用途，目前仍是铈组稀土金属的重要用途。
稀散金属具有极为重要的用途，是当代高科技新材料的重要组成部分。由稀散金属与有色金属组成的一系列化合物半导体、电子光学材料、特殊合金、新型功能材料及有机金属化合物等，均需使用独特性能的稀散金属。用量虽说不大，但至关重要，缺它不可。因而广泛用于当代通讯技术、电子计算机、宇航开发、医药卫生、感光材料、光电材料、能源材料和催化剂材料等。我国稀散金属矿产丰富，为发展稀散金属工业提供了较好的资源条件。
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