稀土在传统材料领域的应用探析

1.2.1.1　冶金机械

图1.5　稀土元素在各领域的用途比例

由于稀土金属的高活泼性，能脱去金属液中的氧、硫及其他有害杂质，起净化金属液的作用；控制硫化物及其他化合物形态，起变质、细化晶粒和强化基体等作用。因此，可利用混合稀土金属、稀土硅化物及稀土有色金属中间化合物等来炼制优质钢、延性铁和有色金属及合金材料等。稀土钢和稀土铸铁已被广泛用于火车、钢轨、汽车部件、各种仪器设备、油气管道和兵器等。稀土加入各种铝合金或镁合金中，可提高其高温强度，用以制造轮船引擎上的叶轮、飞机及汽车发动机和导弹上的部件。在铝—锆合金中加入适当的稀土用作电缆，可以提高电缆的抗拉强度和耐磨性，而不降低其导电性。具有我国技术特色的稀土铝电线、电缆已被大量用于高压输电系统。利用稀土金属易氧化燃烧的特性，稀土金属还被用作制造打火石和军用发光合金材料。冶金机械设备如图1.6所示。

1.2.1.2　石油化工

石油裂化工业中使用稀土主要是用于制造稀土分子筛裂化催化剂。稀土分子筛裂化催化剂的活性高、选择性好、汽油的产率高，因而在国内外很受重视，目前世界上的石油裂化生产中90%都使用稀土分子筛裂化催化剂。稀土分子筛裂化催化剂一般是用混合氯化稀土与钠型Y—型分子筛进行交换制得，对混合稀土的要求不高，其中各单一稀土量不一定要有严格的比例，因此可以用提取某单一稀土的剩余物来制备稀土分子筛裂化催化剂，为稀土资源的综合利用提供了有利条件。石油化工冶炼厂如图1.7所示。

图1.6　冶金机械设备(www.xing528.com)

图1.7　石油化工冶炼厂

稀土除用来制造石油裂化催化剂外，还可在很多其他化工反应中用作催化剂。如稀土催化剂已成功地用于合成异戊橡胶和顺丁橡胶的生产，使用催化剂为去铈混合轻稀土的环烷酸盐，以镨钕富集物效果更好。

1.2.1.3　玻璃陶瓷

某些稀土氧化物很早就用来使玻璃脱色和着色。例如，少量的氧化铈可使玻璃无色；加氧化铈达1%，便使玻璃呈黄色；量再多则呈褐色。

在陶瓷和瓷釉中添加稀土可以减少釉的破裂性并使其具有光泽。稀土用作陶瓷颜料，研究和应用最多的是以氧化锆、氧化硅为基质的镨黄颜料以及以氧化铝和氧化硅为基质的铈钼黄及铈钨黄等黄色颜料，其他稀土颜料还有紫罗兰色（含Nd3+）、绿色、桃红色、橙色、黑色等，它们绚丽多彩，各有特色。用稀土制成的陶瓷颜料比其他颜料的颜色更柔和、纯正，色调也新颖，光洁度很好。

稀土高新技术应用在改造传统材料产业方面发挥着越来越大的作用。如今，稀土在——冶金机械、石油化工和玻璃陶瓷三大传统领域中的应用仍然是其主要市场。

稀土在三大传统应用领域虽然大体上保持稳定，但在相对数量上逐年缩小，相反，稀土新材料却以15%～30%的年增长速度迅猛发展。这是由于自20世纪80年代以来，我国开拓了许多新的应用领域，致使稀土及其新材料的生产能力和用量相应地迅速增加。