什麼是稀土？

大親王 | 2011-3-31 22:19:44

1樓

從同一礦物中提取，在高科技產品領域中用途日益擴大的元素群

2010年9月下旬，關於中國稀土停止輸出的消息成為中外報章、電視等媒體關注的焦點。依據2009年的資料顯示，中國稀土的產量占全球97％。而製造各種尖端電子產品不可或缺的這些材料，若是供應不足，將可能對整體產業造成不良影響。如此備受注目的稀土，究竟是什麼呢？

稀土（Rare Earth，或稱稀土元素、稀土金屬）是位在化學元素週期表左邊數來第三縱行的「第三族」之17種元素的總稱，包括鈧（21SC：數字為原子序；scandium）、釔（39Y；yttrium），以及原子序為57的鑭（57La；lanthanum）至71的鎦（71Lu；lutetium）等15種元素（鑭系元素）。

在水溶液中，稀土主要是以三價陽離子（原子失去三個電子所形成的）的形式存在。由於這些陽離子，其參與化學反應的外層電子的配置相同，因此這些陽離子的化學反應也極為相似。

這些稀土元素以具有類似化學性質的氧化物和磷酸鹽（phosphate）的礦物形式共同存在（21SC和人工放射性元素──鉕（61Pm）除外）特定的礦石中。雖然在金屬的性質和用途上大有不同，但為了方便起見，將它們視為同一家族。

雖然稀土的名稱中帶有「稀」（rare）字，但其資源量並非一定很稀少。再者，用途、需要、生產量等也因元素而大有不同。對於包括稀土在內的稀有金屬極有研究的日本東京大學生產技術研究所岡部徹教授指出：「若將所有稀土元素一視同仁的話，可能會產生極大誤解。」

根據稀土元素原子電子層結構和物理化學性質，以及它們在礦床中的共生情況等特徵，一般將原子序較小的稀土（21SC∼63Eu）稱為輕稀土類（light rare-earth），其餘的則稱為重稀土類（39Y的原子序雖小，但屬於重稀土類）。輕稀土含量多的礦床在世界上分布較為廣，資源量也比較豐富，而其中的鑭和鈰（cerium）的儲量都還比一般常普遍使用的鉛更多。

含有較多重稀土的「離子吸附型稀土礦」（ion-absorbing type rare earths ore）目前也只在中國發現和開發。含有重稀土的「火成岩（igneous rock，岩漿凝固形成的岩石）」受到風雨的侵襲，在長時間風化作用之下，部分重稀土吸附在地表的黏土層，形成特殊的風化礦床。岡部教授表示：「地球本身可以說是經過幾萬年、幾億年的精煉，自然形成的『奇蹟礦山』。」

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