了解镝

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纯镝金属锭。 图片©Copyright战略金属投资有限公司

镝金属是一种柔软的有光泽的银稀土元素(REE),由于其顺磁性强度和高温耐久性而被用于永磁体。

属性

特点

虽然在环境温度下空气相对稳定,但镝金属会与冷水反应并迅速溶解并与酸接触。

然而,在氢氟酸中,重稀土金属将形成氟化镝(DyF 3 )的保护层。

这种柔软的银色金属的主要应用是永久磁铁。 这是由于纯镝在-93 ° C(-136 ° F)以上强烈顺磁性,这意味着它在很宽的温度范围内被磁场吸引。

与hol一起,镝也具有最高的磁矩(由磁场影响的拉力的强度和方向)的任何元素。

镝的高熔化温度和中子吸收截面也允许它用于核控制棒。

虽然镝将在没有火花的情况下加工,但它不作为纯金属或结构合金商业使用。

像其他镧系元素(或稀土元素)一样,镝在矿体中与其他稀土元素最为常见。

历史

法国化学家Paul-Emile Lecoq de Boisbadran在1886年分析氧化铒时首先将镝作为独立元素。

de Boisbaudran最初研究不纯氧化钇,从中利用酸和氨吸取铒和铽,反映稀土的亲密性。

氧化铒本身被发现含有两种其他元素,hol和th。

当德Boisbaudran在家中工作时,元素开始显示自己像俄罗斯娃娃,经过32酸序列和26氨沉淀,de Boisbaudran能够确定镝作为一个独特的元素。 他在希腊词dysprositos之后命名新元素,意思是'很难得到'。

1906年Georges Urbain准备了更纯的元素形式,直到1950年,在Frank Harold Spedding开发了io交换分离和金相还原技术之后,元素的纯形式(按今天的标准)才生产出来,直到1950年稀土研究的先驱和他在艾姆斯实验室的团队。

埃姆斯实验室和海军军械实验室一样,也是开发镝Terfenol-D的首要主要用途之一。 磁致伸缩材料在20世纪70年代进行了研究,并于20世纪80年代商业化,用于海军声纳,磁机械传感器,致动器和传感器。

20世纪80年代,镝在永磁体中的应用也随着钕铁硼(NdFeB)磁体的诞生而增长。 通用汽车公司和住友特殊金属公司的研究促成了这些更强大,更便宜的20年前开发的第一批永久性(钐 )磁铁的生产。

在NdFeB磁性合金中添加3%-6%的镝(按重量计)增加了磁体的居里点和矫顽力,从而提高了高温下的稳定性和性能,同时还减少了退磁。

钕铁硼磁体现在是电子应用和混合动力电动车辆的标准配置。

包括镝在内的稀土在2009年受到全球媒体的关注,因为中国出口这些元素限制了供应短缺和投资者对金属的兴趣。 这反过来又导致价格迅速上涨,并在开发替代能源方面投入了大量资金。

生产

最近媒体关注全球对中国稀土生产依赖性的研究,经常强调该国约占全球稀土生产总量的90%。

虽然包括独居石和氟碳铈矿在内的多种矿石类型可能含有镝,但含镝量最高的来源是江西省的离子吸附粘土,中国和中国南部和马来西亚的钇石矿。

根据矿石的类型,必须采用各种湿法冶金技术来提取单个稀土。 泡沫浮选和精矿焙烧是最常见的提取稀土硫酸盐的方法,稀土硫酸盐是一种前体化合物,因此可以通过离子交换置换进行处理。 然后所得的镝离子用氟稳定以形成氟化镝。

通过在钽坩埚中在高温下用钙加热可将镝氟化物还原成金属锭。

全球镝的产量每年限制在约1800公吨(含镝)。 这仅占每年提炼的稀土总量的大约1%。

最大的稀土生产商包括包钢稀土高科技公司,中国五矿集团和中国铝业(中国铝业)。

应用

到目前为止,镝的最大消费者是永磁产业。 这种磁铁在混合动力和电动车辆,风力涡轮发电机和硬盘驱动器中使用的高效率牵引电机的市场中占据主导地位。

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资料来源:

Emsley,约翰。 Nature's Building Blocks:元素指南
牛津大学出版社; 新版本(2011年9月14日)
阿诺德磁技术。 镝在现代永磁体中的重要作用 2012年1月17日。
英国地质调查局。 稀土元素 2011年11月。
网址:www.mineralsuk.com
金斯诺思,达德利教授。 “中国稀土王朝能否幸存下来”。 中国工业矿物和市场会议。 介绍:2013年9月24日。

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