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高純稀土的生產及應用

發(fā)布:2007-9-16 14:26:30  來源: 中國磁性材料網(wǎng) [字體: ]

        一、高純稀土生產狀況
  稀土元素由于其特殊的電子結構,使得它們的物理性質和化學性質都很相似,因此將它們分離就很難,分離出高純單一的稀土就更難。高純單一稀土的一般概念是:認為稀土純度在99.99%--99.999%(4N-5N),純度在99.9999%(6N)以上,稱為超高純。

  我國的稀土資源非常豐富,但在八十年代的時候,我國所用的高純稀土和稀土試劑都要進口,價格也非常昂貴。在稀土分離技術上,國外對我國嚴格保密,而且拒絕轉讓。因此獨立開發(fā)生產高純稀土勢在必行,對提高我國的稀土產品檔次,增加稀土資源的附加值,有積極的現(xiàn)實意義。

  目前工業(yè)化稀土分離主要采用溶劑萃取技術,該技術在八十年代日趨成熟,而廣泛應用于稀土分離工業(yè),應用該技術生產的稀土純度一般在此99.95%以下,個別元素(La,Ce,Y)能達到4N-5N,但要生產4N--6N的其他稀土元素,萃取技術就顯得力不從心了,所以采用離子交換技術就能顯出它的優(yōu)勢。因此,萃取技術和離子交換技術在稀土分離中,是一種互補的技術手段,萃取技術適合大規(guī)模的(數(shù)百噸)稀土分組分離,而離子交換技術則適用于小規(guī)模的(數(shù)噸)高純稀土制備。

  九十年代初,我公司和國內的一些高校及研究機構合作,開展高效離子交換技術分離高純稀土的中試和工業(yè)化嘗試,經(jīng)過上百次的試驗,獲得了可靠的工藝參數(shù),確定了合理的工藝流程,后來順利實現(xiàn)工業(yè)化生產。就現(xiàn)有的生產設備和工藝技術,在國內處于領先地位,也是國內唯一商業(yè)化運轉生產高純和超高純稀土產品的設備。在國際上也只有日本,美國和英國有這種技術生產高純稀土,因此,我們的產品達到了國際水平。產品經(jīng)過國內外用戶的使用,獲得很高的評價,對我們的產品質量都非常滿意。

  二、高純稀土的應用前景

  由于稀土元素有非常豐富的4f電子結構,表現(xiàn)出許多光、電、磁的特性,在高科技光電磁材料中,有著不可替代的作用,被譽為二十一世紀的新材料的“寶庫“,目前大量使用的彩電熒光粉,Ni-H電池,高性能磁性材料等,都是稀土在高科技應用中的典范。而高純稀土的應用主要集中在發(fā)光材料領域,如:熒光粉、發(fā)光粉、晶體材料、光纖材料、光學玻璃等,還有在電子材料、超磁致伸縮材料高科技領域。隨著光電子通訊技術的高速發(fā)展,對光電材料要求越來越高,特別對高純稀土的需求也越來越大,發(fā)展前景十分美好。

  1、晶體材料:主要用>5N的Pr6O11、Nd2O3、Er2O3、Ho2O3、Tm2O3、Lu2O3,Y2O3等。90%以上的激光晶體需要摻雜這些高純稀土。

  2、光纖材料:用>5N的Er2O3摻雜的光纖,制作長距傳輸光纖放大器,6N-7N的LaF3潛在的新型光纖(研究階段)。

  3、光學玻璃:用4N-5N的La2O3、Nd2O3、Er2O3、Pr6O11等,制造高級光學玻璃及激光玻璃。

  4、發(fā)光材料:用>4N的Eu2O3、Tb4O7、Gd2O3、Dy2O3>5N的Y2O3制造顯示器的彩粉、節(jié)能燈粉、自發(fā)光粉等,現(xiàn)正在開發(fā)使用的高清晰顯示器(PDP)所用的純度及粒度要求更高,需求也較大。還有>5N的Sc、Tm、Dy、Ho用于大型鹵光燈。

  5、電子材料:主要有可擦拭磁光記錄材料(>4N的Tb、Dy),磁泡存貯材料(>4N的Gd)。在電子陶瓷材料、陰極發(fā)射材料、超導材料、發(fā)光二極管、高級電容器、閃爍晶體材料等,都不同程度需用高純稀土。

  6、超磁致伸縮材料:是一種非常具有潛力的智能材料,目前主要用于軍事,主要使用高純的Tb、Dy。 總之,高純稀土在高科技材料各個領域,占有十分重要的地位,應用的領域不斷擴大,對純度要求不斷提高,應用數(shù)量也不斷增加,前景非常美好,是稀土產品的發(fā)展方向。

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