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钕在磁铁中的重要性

发布时间:2019-04-09 浏览次数:255

英国埃克塞特大学坎本矿业学院应用矿业学教授弗朗西斯沃尔表示:“在磁铁方面,真的没有什么能与钕竞争。”“到目前为止,它们是应用的最佳选择。”钕是一种所谓的稀土元素,是一种银色金属,在可再生能源中扮演着非常重要的角色。当它与铁和硼结合时,就能制造出对风力涡轮机发电机和电动汽车发动机都很重要的强力磁铁


沃尔解释说,尽管名称如此,像钕这样的稀土元素并不是特别稀有。元素相对丰富。在地壳中发现的一些元素与听起来更像路人的元素铜的含量相同。挑战在于,钕在很大程度上是由一个国家控制的。


世界上大约85%的钕来自中国的几个矿山。中国北方的包头开采造成了一个有毒湖泊和其他环境灾难。其他地方也有一些小矿——比如布隆迪的彩虹稀土矿和马拉维的Mkango矿——但通常情况下,即使是中国以外的矿也倾向于把它们的矿藏送到中国进行加工。加州帕斯山稀土矿的情况也是这样。


钕开采和加工的一个巨大瓶颈是资金。沃尔解释说:“当时有大量的稀土勘探项目,如果不进行下一阶段的投资,这些项目就会逐渐放缓。”沃尔预计,随着需求的增加,其他供应商也将进入这个市场,更多的矿山将有开发的空间。


钕,原子序数 60,原子量144.24,元素名来源于希腊文,原意是“孪生”。1841年瑞典化学家莫桑德尔从铈土中得到镨、钕的混合物;1885年奥地利的韦耳斯拔从中分离出绿色的镨盐和玫瑰色的钕盐,并确定它们是两种新元素。钕在地壳中的含量为0.00239%,主要存在于独居石和氟碳铈矿中。自然界存在7种钕的同位素:钕142、143、144、145、146、148、150,其中钕142含量最高。 



发现历史


发现人:冯·韦尔塞巴赫 发现年代:1885年

发现过程:1885年由冯·韦尔塞巴赫发现的。


自莫桑德尔先后发现镧、铒和铽以后,各国化学家特别注意从已发现的稀土元素去分离新的元素。在发现钐和钆的同一时期里,1885年奥地利化学家韦尔塞巴赫从didymium(当时被认为是一种稀土元素)的氧化物中分离出两种新元素的氧化物,其中一种被命名为neodidymium,后来被简化为neodymium,元素符号Nd。


钕、镨、钆、钐都是从当时被认为是一种稀土元素didymium中分离出来的。由于它们的发现,didymium不再被保留。而正是它们的发现打开了发现稀土元素的第三道大门,是发现稀土元素的第三阶段。但这仅是完成了第三阶段的一半工作。确切的将应该是打开了铈的大门或完成了铈的分离,另一半就将是打开钇的大门或是完成钇的分离。


钕是稀土金属中的一种。稀土是历史遗留的名称,从18世纪末叶开始被陆续发现。当时人们惯于把不溶于水的固体氧化物称作土,例如把氧化铝叫做陶土,氧化镁叫苦土。稀土是以氧化物状态分离出来,很稀少,因而得名稀土,稀土元素的原子序数是21(Sc)、39(Y)、57(La)至71(Lu)。它们的化学性质很相似,这是由于核外电子结构特点所决定的。它们一般均生成三价化合物。钪的化学性质与其它稀土差别明显,一般稀土矿物中不含钪。钷是从铀反应堆裂变产物中获得,放射性元素147Pm半衰期2.7年。过去认为钷在自然界中不存在,直到1965年,荷兰的一个磷酸盐工厂在处理磷灰石中,才发现了钷的痕量成分。


因此,中国1968年将钷划入64种有色金属之外。1787年瑞典人阿累尼斯(C.A.Arrhenius)在斯德哥尔摩(Stockholm)附近的伊特比(Ytterby)小镇上寻得了一块不寻常的黑色矿石,1794年芬兰化学家加多林(J.Gadolin)研究了这种矿石,从其中分离出一种新物质,三年后(1797年),瑞典人爱克伯格(A.G.Ekeberg)证实了这一发现,并以发现地名给新的物质命名为Ytteia(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兹(M.H.Klaproth)和瑞典化学家柏齐力阿斯(J.J.Berzelius)及希生格尔(W.Hisinger)同时分别从另一矿石(铈硅矿)中发现了另一种新的物质---铈土(Ceria)。


1839年瑞典人莫桑得尔(C.G.Mosander)发现了镧和镨钕混合物(didymium)。1885年奥地利人威斯巴克(A.V.Welsbach)从莫桑得尔认为是“新元素”的镨钕混合物中发现了镨和钕。1879年法国人布瓦普德朗(L.D.Boisbauder)发现了钐。1901年法国人德马尔赛(E.A.Demarcay)发现了铕。1880年瑞士马利纳克(Marignac)发现了钆。1843年莫桑得尔发现了铽和铒。1886年布瓦普德朗发现了镝。1879年瑞典人克利夫(P.T.Cleve)发现了钬和铥。1974年美国人马瑞斯克(J.A.Marisky)等从铀裂产物中得到钷。1879年瑞典人尼尔松(L.F.Nilson)发现了钪。从1794年加多林分离出钇土至1947年制得钷,历时150多年。


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