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你知道世界上最神秘、最特别、最神奇的元素是什么吗?
就在中国,有一种金属可以用于各种用途,从航空空航空部件到激光,甚至可以帮助人们治疗癌症或为核细胞提供燃料。
这种金属可以在光缆中找到,也可以添加到肥料中,以促进植物或动物的生长发育。最重要的是,这种金属在所有现代电子产品中是必不可少的。
没有它,手机和电脑就不能正常工作。这种神秘的元素就是稀土元素。
接下来,什么是稀土?稀土的重要应用,在中国乃至全世界的分布,对我们自己的影响,对未来的影响,都是详细介绍稀土的线索。让我们一起理解稀土的重要性。
【/h/】稀土不是真正意义上的土壤,也不是只指一种元素。事实上,它包括17种元素,这在元素周期表中很容易看出。他们彼此接近,这意味着他们都有非常相似的特征。
由于它们的大小和密度相近,通常都集中在地幔中,也就是说当我们在其中发现一种元素时,也可以同时发现许多其他元素。
【/h/】我们在这张图上可以直观的看到,图上的元素越高,土壤中所含的就越多,就像氧气和硅随处可见一样。
但往下走,就能看到这个范围内的大部分稀土元素,最熟悉的金或铂几乎都在底部。在这里,我们还可以看到稀土元素中的铈和铜、镍一样丰富。
最稀有的稀土元素是钷元素。钷的每一种同位素都具有放射性,这意味着随着时间的推移,它会逐渐分解成其他元素。
【/h/】据估计,目前地球上天然存在的钋不到600克,但总的来说,除了钋真的很稀有之外,之所以被认为稀有,更与其分布密切相关。
【/h/】地球上的黄金虽然比稀土少,但黄金集中在矿藏中,开采相对容易。
相反,稀土在整个地球上分布更均匀,大大增加了开采和冶炼的难度。此外,可开采的矿藏有限,稀土的作用非常大,这使得稀土极具价值。
例如,在铝合金中添加钪(sc)可以大大提高抗拉强度,并产生坚固轻质的金属。
这种金属广泛用于航空/航天工业。钇Y通过一种称为选择性内放射治疗的方法用于某些癌症的治疗,对肝癌的治疗有很大帮助。
钕是最强的天然磁性材料之一。当它与铁硼合金结合时,会得到一种非常强大的钕磁体,这种磁体在我们的生活中得到广泛的应用。
【/h/】元素钷你可能不熟悉,但你应该听说过核电池,它体积小,寿命长,不受外界环境影响,所以在航空/航天、极地、深海、起搏器、微电机等领域应用广泛。
基本上,上面提到的这些元素都可以用于激光制造或者激光武器。如果我们把它们放在一起,它们的实用性将成倍增加。
【/h/】钕磁铁除了给我们带来乐趣外,在电动汽车的发动机零部件上也越来越多地使用。还有发电机,飞机,风力涡轮机,甚至硬盘都没有。
还有许多稀土元素广泛用于农业,以促进植物生长。即使应用于畜牧业,也会提高生产力。比如在蛋鸡的饲料中添加它们,会大大增加鸡的产蛋量。
现在我们更加关注它在电子产品中的应用,就像你用手机或电脑看这个视频一样,没有它们,你的手机和电脑就不能正常工作。
可见,随着世界的飞速发展,这17种元素对我们的生活越来越重要。目前,我国承担了全球供应量的90%,而在中国北方的内蒙古、南方的湖南江西和西南的四川省,这些省份占了中国稀土总产量的98%。
【/h/】中国出口的稀土金属大部分被苹果、三星等大型科技公司收购,经过进一步深加工,以数倍的价格卖给我们。
【/h/】不过这只是应用的一小部分,稀土在防御性武器上还有非常重要的应用。如果停止稀土的开采和冶炼,我想中国以外的每一支军队至少都会陷入10年前军事技术的一个黑暗时期。
【/h/】在过去的10年里,中国决定每年进行固定量的稀土开采,因为开采对周围环境的影响非常严重,经过几十年的开采,中国的稀土量正在迅速减少,这也是站在长远的角度。考虑到2014年美国欧盟日本通过世贸组织对中国出口配额做出回应,裁定中国必须在2015年初增加配额。这种做法显然是不合理的
【/h/】过去中国稀土储量很高,一度高达71.1%,现在只占稀土总储量的23%。
美国是目前第二大稀土元素潜在国。其实加州南部只有一个矿。后来,稀土矿床从佛罗里达州分布到北卡罗来纳州东南部、爱达荷州和蒙大拿州。如果这些稀土矿一个接一个开采,不仅会超过中国的产量,还会继续提供280年的稀土需求。另一个稀土储量丰富的国家是俄罗斯。据报道,汤姆此行的稀土矿开采是在2013年进行的。该矿被证实含有1.54亿吨稀土矿,约占世界探明储量的280年
加拿大最近在安大略省和魁北克省发现了大型稀土矿床。当然,像澳大利亚这样的国家也有很多稀土矿,所以我们下一步生产稀土矿是值得深思的!
【/h/】还有一个知识点我们可以理解,就是目前发现的稀土矿,通常指的是实际稀土占5%-12%的矿床,但实际上只有稀土含量大于等于8%的矿床才有开采价值,稀土元素的开采和冶炼成本非常高。
【/h/】目前只有中国有成熟的冶炼技术,也只有中国有全部17种稀土元素。在这种环境下,我们不得不关注环境。
稀土的开采不仅冲刷土地,还将重金属泄漏到其他地区,从而对环境造成严重破坏。正因为如此,许多国家由于环境因素没有开采稀土矿,但我们有廉价的劳动力和宽松的环境政策,使得稀土开采行业蓬勃发展。我们曾经一度占了全球稀土供应量的90%以上。
随着我们对稀土开采的控制,其他国家也恢复了自己的稀土开采,我们也在从海外进口稀土矿。由此可以看出,我国也在重视环境因素,考虑到稀土的实用性和长远战略,正在逐步提高稀土资源的开发利用。