是什么成就了稀土这张王牌

　　本报记者 谢开飞

　　作为不可再生的稀缺性战略资源，它有“工业维生素”“新材料之母”之称，广泛应用于尖端科技领域和军工领域。

　　在炼钢过程中，仅需在钢中加入少量稀土，就能使原本优质的钢变得更加“坚强”，提高其使用寿命。

　　在军事领域，稀土能够大幅度提高武器装备的合金战术性能，如海湾战争中，加入稀土元素镧的夜视仪成为了美军坦克压倒性优势的来源。  

　　在核能领域，稀土元素钆及其同位素都是最有效的中子吸收剂，可用作控制核电站的连锁反应级别的抑制剂，成为核反应堆的“安全保护神”……

　　现实中，小到手机屏幕、数码相机，大到导弹、雷达、潜艇，稀土无处不在。作为不可再生的稀缺性战略资源，它有“工业维生素”“新材料之母”之称，广泛应用于尖端科技领域和军工领域。那么，稀土是如何被发现？又是如何开启新用途发现之旅？科技日报记者就这些问题采访了稀土分离技术方面的专家。

　　四个“世界第一” 我国可供应全部稀土元素

　　人们常把不溶于水的固体氧化物称为土，例如，将氧化铝称为“陶土”，氧化钙称为“碱土”等。事实上，稀土是镧、钪、钇等17种金属元素的总称。因为当时冶炼提纯难度较大，用于提取这类元素的矿物比较稀少，而且获得的氧化物难以熔化，也难以溶于水，也很难分离，且外观酷似“土壤”，而称之为稀土，这一名称从18世纪沿用至今。

　　稀土“大家族”有轻稀土和中重稀土之分。镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕为轻稀土元素，亦称铈组稀土元素；钪、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥和钇为中重稀土元素，亦称钇组稀土元素。两者的元素原子电子层结构和物理化学性质，以及它们在矿物中共生情况和离子半径皆不同。

　　在应用上，轻稀土也被业内人士称为“假稀土”，虽然存量大、应用广，但价值相对低廉；而重稀土资源稀缺，可用于航天、军事、国防及新材料合成等高科技领域，价格昂贵，可替代性小。

　　据上述专家介绍，稀土元素在地壳中分布十分广泛，但是却很不均匀，其中稀土储量较多的，亚洲有中国、印度，北美有美国、加拿大，还有俄罗斯、澳大利亚、南非、埃及等几个国家。我国稀土矿藏丰富，雄踞着四个世界第一：资源储量第一，占23%左右； 产量第一，占世界稀土商品量的80%至90%；销售量第一，60%至70%的稀土产品出口到国外；应用第一，大部分的稀土在供国内使用。

　　不仅如此，我国南方的离子型矿中有全球70%以上的重稀土资源，主要分布于我国江西、广东、福建、广西等省份，其重稀土高达30%—80%，是具有绝对竞争优势的战略资源。中国还是目前全球唯一可以供应全部稀土元素的国家。

　　充满历史性误会 “孪生兄弟”被当成“一个人”

　　稀土元素是在1794年，由芬兰化学家加多林从未知的矿化物发现的，即从硅铍钇矿中发现了“钇土”(氧化钇)。从1794年发现钇土开始，到1947年最后一个稀土元素钷被提取出来，前后共经历了150多年，期间充满了诸多历史性的误会。

　　上述专家介绍道，事实上，稀土元素最初被发现是这样被描述的：稀土的发现始于北欧，1787年业余矿物学家阿累尼乌斯在斯德哥尔摩附近一个名叫伊特比(Yteerby)的小村寻得了一块他从未见过的黑色矿石，就借用这个村名将其命名为Yteerite。1794年加多林声称从这种矿物中发现了一种新元素“钇土”，将其命名为Yteelium(钇)。

　　人们就把这一年看作是发现了第一个稀土元素“钇”的年代。其实，这是一种误会。因为，加多林当初发现的“钇土”并不是一种稀土元素，而只能说是“钇组稀土”混合氧化物。后来的科学家，又从这种“钇土”中相继发现了镱、铒、铽等重稀土元素。原来是当初的化学家们把这几个“孪生兄弟”都当成“一个人”了。同样的误会也发生在轻稀土身上。

　　在中国，最早的稀土矿发现于1934年，发现人是何作霖教授。之后，中国地质科学工作者不断探索和总结中国地质构造演化、发展的特点，运用和创立新的成矿理论，在全国范围内发现并探明了一批重要稀土矿床，并总结出中国稀土资源具有成矿条件好、分布面广、北轻南重、有价元素含量高、综合利用价值大等最基本的特点。

　　稀土元素中有15个“成员”源自一个庞大的“家族”——镧系元素，它们是元素周期表中第57号元素镧到71号元素镥15种元素的统称。