稀土元素分析
根据国际纯粹与应用化学联合会的定义,元素周期表上第三副族的21号元素钪(Sc)、39号元素钇(Y)和原子序数51到71的镧系元素,这17种元素被统称为稀土元素。不过由于钷元素(Pm)(音pǒ)是一个人造元素,在自然界中极为稀少,而钪元素又通常划归于稀散元素,因此地球化学和矿产资源领域里面通常并不把钪和钷当做稀土元素来考虑。
根据中华人民共和国国家标准《稀土术语》(GB/T 15676-2015),这15个稀土元素因性质不同,可以分为轻稀土、中稀土和重稀土三类。分别是
(音lán)、
(音shì)、
(音pǔ)、
(音nǚ)四个轻稀土;
(音shān)、
(音yǒu)、
(音gá)三个中稀土;
(音tè)、
(音dī)、
(音huǒ)、
(音ěr)、
(音diū)、
(音yì)、
(音lǔ)、
(音yǐ)八个重稀土。

稀土具有极高的经济价值和战略价值。从资源价格上看,重稀土的市场价格远高于轻稀土和中稀土。稀土在国防军事高科技领域也有无可替代的作用。例如,美国弗吉尼亚级核动力潜艇每艘使用约4173公斤稀土金属、阿利伯克导弹驱逐舰需要大约2359公斤稀土金属、F-35联合攻击战斗机需要约417公斤的稀土金属。

近些年,由于碳达峰碳中和目标的设立,稀土材料在新能源领域有了突飞猛进的发展。比如大家目前随处可见的风力发电机,一个两兆瓦的风力发电机平均就要用到半吨稀土。

智能手机用到了几乎全部的15种稀土元素,虽然每部智能手机平均用量约10~12克,2020年总产量约13亿部计算,仅智能手机产业就需要1.3~1.6万吨稀土。

汽车产业方面,一台新能源电动小轿车至少用到十公斤稀土。

目前实际开采的稀土矿物只有氟碳铈矿、独居石、磷钇矿,以及离子型稀土矿。我国最重要的两大特色稀土资源基地,一个是内蒙古自治区白云鄂博稀土矿,另一个是南方离子吸附型稀土矿。

白云鄂博总体矿区不大,但就在这十多平方公里范围内,却蕴藏了约20亿吨铁矿石资源量,铌资源量大于270万吨,稀土氧化物储量为3600万吨,资源量超亿吨,是世界上最大的稀土矿床。白云鄂博矿最早于1927年地质学家丁道衡所发现,最一开始是做为铁矿来开采,1935年何作霖先生发现这里面有两种含稀土的矿物,一开始叫它们白云矿和鄂博矿,实际上后来证实白云矿就是氟碳铈矿,而鄂博矿就是独居石(磷铈镧矿)。白云鄂博矿里面有一百六七十种矿物,含稀土元素的不到一半,最重要的就是氟碳铈矿和独居石。
1972年,《地质科技》氟碳钙矿中氟化钙的物相分析
1979年,《分析化学》无火焰原子吸收法测定矿物中的 15 个稀土元素
1981年,《岩矿测试》无火焰原子吸收光谱法测定钪
2006年,《中华人民共和国国家标准》GB/T 18115.1-2006
2020年,《中华人民共和国国家标准》GB/T 18115.1-2020 稀土金属及其氧化物中稀土杂质化学分析方法 第1部分:镧中铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥和钇量的测定