稀土元素于新能源、新材料等高科技發展不可或缺,在航天航空、國防軍工等領域尤其具有廣泛的應用價值。現代戰爭結果表明,稀土武器主導戰局,稀土技術優勢代表著軍事技術優勢,擁有資源則有保障。因此,稀土也成為世界各大經濟體爭奪的戰略資源,稀土等關鍵原材料戰略往往上升至國家戰略。歐日美等國家地區針對稀土等關鍵材料更為重視,2008年,稀土材料被美國能源部列為“關鍵材料戰略”;2010年初,歐盟宣布建立稀土戰略儲備;2007年日本文部科學省、經產省就已經提出了“元素戰略計劃”,“稀有金屬替代材料”計劃,他們在資源儲備、技術進步、資源獲取、替代材料尋求等方面采取了持續的措施和政策。從這篇開始,小編將分別詳細的為大家介紹一下這些稀土元素的重要甚至可以說是不可或缺的歷史發展使命和作用。
鐠在化學元素周期表中位居鑭系元素的第三位,在地殼中的豐度為9.5ppm,僅低于鈰、釔、鑭、鈧,是稀土中第五大富存元素。但正如他的名字一樣,鐠是個樸素無華,個性似乎不太突出的稀土家族成員。
物理性質
鐠是柔軟的,銀色的,可延展的金屬;它比銪,鑭,鈰或釹在空氣中的抗腐蝕性要好一些。鐠會產生一種綠色氧化物涂層,當暴露在空氣中時會被剝落,使更多的金屬暴露而氧化 ,一厘米大小的Pr樣品可以在一年內完全氧化。因此,鐠通常儲存在輕質礦物油下或密封在玻璃中。與在低溫下顯示反鐵磁性和/或鐵磁性的其他稀土金屬相反,Pr在高于1K的任何溫度下都是順磁性的。
化學性質
鐠金屬在空氣中緩慢地褪色,并在150℃下容易燃燒,形成氧化鐠(III,Ⅳ):
12 Pr + 11 O2 → 2 Pr6O11
鐠是電化學非常活躍的金屬,并可以與冷水緩慢反應,但在熱水中可快速反應形成氫氧化鐠:
2 Pr (s) + 6 H2O (l) → 2 Pr(OH)3 (aq) + 3 H2 (g)
鐠金屬與所有鹵素反應:
2 Pr (s) + 3 F2 (g) → 2 PrF3 (s) [綠]
2 Pr (s) + 3 Cl2 (g) → 2 PrCl3 (s) [綠]
2 Pr (s) + 3 Br2 (g) → 2 PrBr3 (s) [綠]
2 Pr (s) + 3 I2 (g) → 2 PrI3 (s)
鐠在稀硫酸中容易溶解,形成含有Pr(III)離子的溶液,其以[Pr(OH)2] 9+配合物存在:
2 Pr (s) + 3 H2SO4 (aq) → 2 Pr3+(aq) + 3 SO2 − 4 (aq) + 3 H2 (g)
化合物
在鐠的化合物中,鐠以氧化態+2,+3和/或+4存在。鐠(IV)是強氧化劑,瞬間將水氧化成元素氧(O 2)或鹽酸至元素氯。因此,在水溶液中,僅能遇到+3氧化態。鐠(III)鹽是黃綠色的,在溶液中,在可見區域呈現相當簡單的吸收光譜,主要是在589-590nm黃色-橙色的帶(與鈉排放雙峰重合)和在444,468和482nm的藍色/紫色的帶。這些位置與固體離子略有不同:通過在空氣中分解草酸鹽或碳酸鹽等鹽的氧化鐠基本上是黑色的(有棕色或綠色的一點),并且含有+ 3和+4鐠,有些可變的比例,這取決于形成條件,形成氧化鐠的公式通常為Pr6O11。
同位素
自然界中鐠只有一種穩定同位素, 141-Pr。 但有38種放射性同位素,其中比較穩定的有143-Pr,半衰期為13.57 天; 142-Pr,半衰期為19.12小時。 其他的放射性同位素的半衰期都超不過5.985 小時,大部分的半衰期少于33秒。鐠還有6個亞穩態,比較穩定的是138m-Pr (t? 2.12小時), 142m-Pr (t? 14.6分) 和134m-Pr (t? 11 分)。鐠的同位素原子量從120.955 u (121-Pr)到 158.955 u (159-Pr)。穩定同位素 141-Pr如果放出β射線,會俘獲電子。主要放射產物為鈰的同位素鈰58和釹的同位素釹60。
歷史
鐠的名稱 praseodymium 來源于希臘語詞prasios(綠色)和didymos(成對的)。在稀土元素的發現史上,鐠和釹是同時被發現的。1841年,那位曾經發現了鑭的瑞典化學家莫桑德爾(C.G. Mosander)從“鑭土”中發現了新“元素”,性質與鑭非常相似,將其定名“迪迪姆”(Didymium,希臘語為“雙胞胎”的意思),但它不是單一元素,而是鐠釹化合物。又過了40多年,那位曾經發明了釷鈰汽燈紗罩的奧地利人韋爾斯巴赫(C.F.Auer Von Welsbach),也正是在發明汽燈紗罩的1885年,成功地將“鐠釹”這對“連體雙胞胎”實施了分離手術,從中分離出綠色的鐠鹽和玫瑰色的釹鹽,確定它們是兩種新元素。一個取名為“鐠”(Praseodymium),來自希臘字prason,意思是綠色化合物,因為鐠鹽水溶液會呈現出鮮艷的蔥綠色;另一個元素則取名為“釹”(Neodymium)。這對“連體雙胞胎”的成功分離,使他們從此可以各自施展才華。
Leo Moser(莫斯玻璃工廠的創始人之一,現在是捷克共和國波希米亞的Karlovy Vary的創始人,不要與數學家Leo Moser混淆),調查了20世紀20年代后期在玻璃著色中使用鐠的情況,結果是得到了一個名為“Prasemit”的黃綠色玻璃。但是,在20世紀20年代后期,有一種可以實現類似的顏色的著色劑,其成本僅為鐠成本的一小部分,但是由于顏色不受歡迎,所以制作量少,現存的使用例子也比較少見。Moser還將鐠與釹混合以產生“Heliolite”玻璃(“Heliolit”在德國),這就被更廣泛地接受。今天繼續使用的純化鐠的商業用途是陶瓷的黃橙色著色劑,“鐠黃”(Praseodymium Yellow),其是硅酸鋯(鋯石)晶格中的鐠固溶體。這種著色劑沒有綠色的顯示。反而相比之下,在足夠高的載荷下,鐠玻璃是明顯的綠色,而不是純黃色。
使用經典的分離方法,鐠總是難以被分離出來。比從其分離的鑭和釹(已經通過氧化還原化學除去的鈰長得多)的量少的多的鐠最終分散在大量的餾分中,并且所得到的純化材料的產率較低。鐠在歷史上一直是稀土,其供應已經超過了需求。這偶爾會導致其比更豐富的釹被更廉價地提供。不想如此,許多鐠已經作為與鑭和鈰的混合物銷售,或者“LCP”代表每種成分的首字母,由廉價的氟碳鈰礦和獨居石制備的,用于替代傳統鑭系元素混合物。LCP是所需的釹后的后的剩余的混合物,并且通過溶劑萃取已經除去了所有更重,更稀有和更有價值的鑭系元素。然而,隨著技術的進步,已經發現鐠可以被摻入到釹鐵硼磁體中,從而增加了需求量的大量供應。因此,LC開始取代LCP。
由于鑭系元素相似,鐠可替代大多數其他鑭系元素而不會明顯損失功能,實際上許多應用,如混合金屬和鐵合金都包含幾種鑭系元素,包括少量鐠的可變混合物。 以下更現代的應用涉及鐠,或在鑭系元素的一小部分中至少有鐠:
金屬鐠的應用:
金屬鐠的生產在我國稀土金屬發展史上已有40 多年的歷史。在1985 年以前其應用較少,但在1985 年以來其應用范圍不斷擴大,用量增加較快,特別是含Pr 的RE 用量發展迅速。目前Pr 在稀土永磁,儲氫材料,有色金屬,鋼和鐵及發火合金等領域不斷獲得了應用,用量逐年增加。
在稀土永磁中的應用
稀土永磁材料是當今最熱門的稀土應用領域。鐠單獨用作永磁材料性能并不突出,但他卻是一個能改善磁性能的優秀協同元素。無論是第一代稀土永磁材料釤鈷永磁合金(SmCo5),還是第三代稀土永磁材料釹鐵硼(Nd2Fe17B),加入適量的鐠都能有效地提高和改善永磁材料性能。
在釤鈷型永磁(SmCo5)中加入Pr 后可改進其性能。如以20%的Pr 代替Sm ,構成(80%Sm,20%Pr)Co5 磁體后,可使SmCo5 的最大磁能積(BH)m 由256JK/m3 提高到272JK/m3。
用Pr,Fe 和B 為原料,使用鑄造法生產的Pr2Fe14B(鐠鐵硼磁體)永磁體,可提高磁體的矯頑力和最大的磁能積,還可增加飽和磁化強度Ms 的數值。使以Pr2Fe14B 為主相的永磁體磁性能更加完善。
在燒結NdFeB 和粘結NdFeB 中加入適量的Pr后,其磁性能也不錯,還解決了Nd 的不足和價格高的問題。一般在燒結NdFeB 加入Pr15%左右代替部分Nd 量,構成了(Nd85%,Pr15%)FeB 型永磁體,在生產實踐和磁體應用中已有較好的效果。
磁性材料對鐠質量要求較高,至少應達到釹的同等質量。加入鐠還能提高磁體抗氧化性能(耐空氣腐蝕)和機械性能,已被廣泛應用于各類電子器件和馬達上。另外,在釤鐵氮新型稀土粘結永磁材料(Sm)2Fe17N9中加Pr也能改善性能,這將進一步擴大鐠的應用。因此,隨著鐠在永磁材料的應用發展,鐠的用量和價格不斷攀升,已成為稀土產品中的“新寵”。
在儲氫材料中的應用
主要是以含Pr 的RE 在儲氫材料中的應用。目前有兩種RE 型:一種是高鑭(La)的RE,其含La86%、Ce5.5%和Pr8.5%的RE。另一種是高鈰(Ce)的RE,其含Ce63%、La31%和Pr6%的RE。這兩種RE均可制成性能優良的儲氫材料。目前,我國一般制成AB5 型的儲氫材料為最多。目前RE(Ni,Co,Mn,Al)5 主要用于鎳氫電池的負極材料;氫提純、儲存和運輸;蓄熱和制冷等領域。它們的應用日益廣泛,效果很好。特別是該材料作為鎳氫電池(Ni/MH)的負極材料,在我國發展十分迅速,用量激增。
在有色金屬及其合金中的應用
在有色金屬及其合金加入Pr 或含Pr 的RE(Pr 約8.5%)后,主要作用是防止偏析,去除雜質,以改善金相組織等,從而使金屬及合金的機械性能,加工性能和物理性能更為完善和更可利用。
在鑄造鋁合金系(如Al-Si 合金) 中加入Pr0.08~0.35%后,可提高強度和延伸率。
在Al 中加入0.15%RE 后制成Al-RE,可凈化Al 中的O2(生成RE2O3)和S(生成RES),減少氣孔率,提高了耐熱性、可塑性及鍛壓性,提高了硬度、強度和韌性。以Al-RE 制成的高導電的電纜,成品率提高3~5%,電阻率降低3%。
在Fe-Cr-Al 電熱合金中加入RE0.3%(含Pr6~8%)后,提高了合金抗氧化性能,且使用溫度高達1350~1400℃。由FeCrAlRE 制成的電熱合金絲,其機械性能穩定,加工性能較好,在高溫下使用壽命長。
在Zn-Al 中加入RE 0.1~1.0%(含Pr8%),用作鍍層后被腐蝕面更均勻,且鍍層更薄,改善Zn層的均勻性。Zn-Al-RE 合金已用作金屬管、絲和鋼板等的優良鍍層,效果極好。
在Cu 及其合金中加入Pr 后(Cu 中生成PrCu2,PrCu5,PrCu6 等化合物),對Cu 起著除雜質的凈化作用,改善夾雜物形態和細化晶粒作用,使Cu 及其合金的機械性、高溫塑性、加工性、耐蝕性和高溫抗氧化性等更優良。
在Mg-Zr 合金中加入RE2~3%(其中RE2.5%,Zn2.5%,Zr0.4%余量Mg)后,這種合金可用做于飛機引擎、火箭、導彈和人造衛星等的材料。
在發火合金中的應用
目前用RE(含Pr6~7%)制成的發火合金分為民用和軍用兩種,且用途效果較好。民用發火合金是由RE75~80%,Fe15~18%和少量的Mg,Zn,Cu,Al 等制成的,其發火率≥85%。主要用于打火機引火石和各種玩具的發火火石等。此外,還用于工業汽燈,焊接點火器及火炬點火器等。軍用發火合金是采用RE60~80%(含Pr6~8%),Fe20~40% 和少量的Al,Ca,Si 和C 等制成的,主要用于制造子彈,炮彈和炸彈的引芯及點火裝置等。
在鋼和鐵中的應用
我國將稀土金屬加入于鋼和鐵中改善其性能已有幾十年的歷史。其加入技術和設備較為成熟可行,并獲得了大批的多品種的稀土鋼及稀土鑄鐵,其技術和經濟效果較好。
將RE(含Pr6~8%)制成棒或通過加入器引入鋼液或鐵液內即可達到目的。在鋼中加入0.03~0.1%RE 后,可改變鋼中的雜物形態及分布。已知加入RE0.25%,可明顯提高耐腐蝕性。如用于管材的10MnNbRE 稀土處理鋼可提高低溫韌性。用于汽車材料的16MnRE 鋼可改善冷彎和沖壓性能。
在ZG35 鑄鋼中加入RE 后對O2 和S 具有明顯的凈化作用,使O2 由9.5×10-5 降至3.9×10-5(因生成了RE2O3),S 從0.05%下降至0.007%(因生成RES),夾雜物減少,提高鋼液流動性能和其它性能。
在特殊鋼中(如齒輪鋼,工具鋼,彈簧鋼和高速鋼等)加入RE 后,可凈化鋼液,提高斷裂韌性、高溫強度、硬度和耐磨性。對氫致裂紋和損傷具有抑制作用。
在鐵中加入RE(含Pr6~8%)可起到凈化鐵水及球化鐵的作用(稀土球化劑殘留量為不小于0.01%)。用稀土硅鐵(RESiFe)合金或稀土硅鐵鎂(RESiFeMg)可作為鐵的球化劑用。
在Fe 中加入RE 后,可使鐵中的片狀石墨變為球化石墨而構成為球墨鑄鐵,并可消除反球化劑的Pb,Ti 和Al 等,保證了球墨鑄鐵的性能。
在鑄鐵中加入10%RE(含Pr6~8%)的稀土硅鐵鎂合金(RESiFeMg)后,具有比鋼性能更好的技術參數。
鐠的氧化物和混合物的應用
鐠的氧化物在瓷釉上的應用
鐠黃色釉
引用稀土氧化物在特定的工藝和基釉配方的條件下可獲得鮮艷的彩色瓷釉。用氧化鐠、氧化鋯、石英、鉬酸鈉和氯化鈉按照一定的配比,在1150℃左右溫度下燒成,粉碎,制成鐠鉬黃色素。將這種色素磨加在半透明的釉中(不超過5%)。按照普通的噴涂方法加工浴盆,靜850℃燒成獲得蒲黃浴盆。具有燒成幅度寬、色彩新穎、穩定、晶瑩潤澤、色調純正的特點、普化物在制備色釉時的化學反應如下:
Pr4+作為著色劑進入ZrSiO4晶格。
鐠釩藍色釉
該色釉由鐠黃與釩藍色按照不同比例(不超過5%)制備,制造工藝與鐠黃相同。同樣具有上述優點。
鐠鈰紅
如所用CeF3中含有10%Pr6O11,將獲得一種紅色稀土色素,即稱鐠鈰紅。當CeO2:Pr6O11=5:1時,加入10%NaCl,并在1300~1320℃灼燒,可使鐠鈰紅亞瑟加深。
鐠的氧化物作為玻璃著色劑
稀土元素具有十分復雜的電子能級,是顏色玻璃優異的著色劑。稀土著色的玻璃色調清晰明亮,無灰色調。鐠的著色應用分為單一鐠氧化物著色和與其他稀土混合氧化物著色。
單一氧化物著色(氧化鐠)
利用鐠離子在可見光譜區440~590nm的強烈吸收可使玻璃著成黃綠色。鐠離子在玻璃中以兩種價態(Pr4+,Pr3+)同時存在。鐠離子著色玻璃的色澤明亮,一般的彩飾和藝術玻璃由于著色較淺,鐠很少單獨引入。在選擇含鐠化合物原料時,Pr6O11含量不低于90%,其中Nd2O3不超過10%,可取代純氧化鐠而獲得綠寶石玻璃。
混合氧化物著色
純稀土氧化物由于原料價格比較昂貴,且著色能力較小,引用劑量大,因此其開發應用受到一定的限制。為此,人們開發了混合稀土(富集物)與過度金屬氧化物組合著色,以擴大稀土在玻璃工業中的應用價值。
單一的富集物(如鐠釹富集物)著色玻璃的顏色呈灰紫色,色調單調。但如與過度金屬氧化物組合著色,可以獲得一系列新穎的合成色調。稀土玻璃引入其它著色離子不僅可變化色調。而且仍保持了釹玻璃特有的雙色效應,尤其Nd2O3與Pr6O11、V2O5、CuO、CeO2、Se及其化合物混合著色具有特殊的效果。混合稀土所用原料為鐠釹富集物、碳酸釹、碳酸鐠、碳酸鈰、氫氧化鈰、鈰精礦以及氯化鈰。稀土原料引用量:鐠釹富集物為3%~5%;碳酸鐠1.5%~5%;鈰精礦以及碳酸鈰以CeO2計算2%~4%。其它過渡金屬氧化物引入量:CuO0.03%~0.48%,MnO20.5%~2%,CoO0.001%~0.01%,NiO0.001%~0.01%。
混合稀土與過渡金屬氧化物組合著色有以下的特點:
①混合鐠釹與過渡金屬離子組合著色在一定量的范圍內保持了釹玻璃特有的雙色效應,當混合鐠釹(鐠釹富集物)的引入量至5%時,MnO2不超過2%,NiO不超過0.1%;而當其引入量至3%時,MnO2不超過1%,NiO不超過0.05%,CoO不超過0.01%。
②碳酸鐠引入量5%時玻璃呈黃綠色,1.5%時只有淡的顏色。與CuO、CoO、NiO組合可獲得由黃綠到翠綠一系列不同色調的顏色。引入少量CuO(0.03%~0.05%)加深鐠玻璃顏色,因此可以減少含鐠原料的用量。
應用稀土元素與過渡金屬氧化物的組合,可仿制各種色調的天然寶石及制造高檔的藝術玻璃制品。
鐠的氟化物
鐠的氟化物加入到棒芯中,使弧光強度提高到10倍,同時弧光顏色由淺黃色變為接近日光色。這種碳弧燈用作探照燈以及彩色電影攝像和放映。
目前關于光存儲和釋放的實驗研究多數都集中在原子氣體里,為了將這一技術在實際中有所應用,在固體材料里進行相關的研究具有更大的應用價值。固體材料明顯的優點是良好的緊密型、高的原子密度、沒有原子運動。然而多數的固體材料有大的非均勻加寬和快的退相干速率,這些都限制了原子相干效應在固體材料里的實現。稀土離子摻雜的固體材料具有光學燒孔的特性,其光譜結構不同于一般的固體材料。例如,Pr:YSO晶體有窄的光譜結構和長的自旋相干時間,非常適合用來進行原子相干效應的實驗演示。國際上的研究者們已經在Pr:YSO晶體中進行了相關效應的實驗演示,例如:電磁感應光透明、量子開關、光速減慢、光存儲和受激拉曼絕熱過程等。
摻鐠光纖放大器(Praseodymium Doped Fiber Amplifer,PDFA)工作波長為1300nm,用的泵浦光源是波長為1017nm的激光器。
早期主要研究的是摻鐠氟化物光纖放大器,1997年,Vincent Morin and Edourard Taufflieb用波長1030nm的摻鐿光纖激光器做泵浦源,在摻鐠氟化物光纖放大器中獲得大于+20dBm的輸出功率。1998年日本三菱電氣在摻鐠的In/Ga基質氟化物光纖中,用1010nmLD獲得輸出功率為42mW的信號,噪聲系數低于8dB。近年來重點關注硫(鹵)系玻璃作為基質的摻鐠光纖放大器,在1.332um附近獲得30dB的信號增益。
2000年之后荷蘭的埃因霍溫大學的R.C.Schimmel,R.J.W.Jonker,and H.de Waardt等人對摻鐠光纖放大器進行了相關研究,模擬和實驗測試了光纖的長度、泵浦功率、泵浦方式等都對信號增益的影響,在10Gbit/s的情況下實驗得到了偏振極化小于0.2dB等結果。
基于銦的氟化物玻璃的量子效率是基于鋯的氟化物玻璃的兩倍,熱穩定性、耐潮性與ZrF4氟化物玻璃相同。在一個單模光纖8通路WDM傳輸實驗(總長240Km)中用兩個PDFFA作線路放大,功率損耗不到2dB,PDFFA是1.3m系統最有希望實用化的光放大器。
鐠的稀土混合物用于研磨和拋光材料
鐠還可用于研磨和拋光材料。眾所周知,純鈰基拋光粉通常為淡黃色,是光學玻璃的優質拋光材料,已取代拋光效率低又污染生產環境的氧化鐵紅粉。但人們發現,氧化釹對拋光作用不大,但鐠卻有良好的拋光性能。含鐠的稀土拋光粉會呈紅褐色,也被稱作“紅粉”,但這種紅不是氧化鐵紅,而是由于含有氧化鐠使稀土拋光粉顏色變深。鐠還被用新型磨削材料,制成含鐠剛玉砂輪。與白剛玉相比,在磨削碳素結構鋼、不銹鋼、高溫合金時,效率和耐用性可提高30%以上。為了降低成本,過去多用鐠釹富集物為原料,故稱鐠釹剛玉砂輪。
鐠的混合氧化物作為制冷機吸附劑
吸附式制冷是一種無運動部件的長壽命制冷方式,已經成為未來航天飛行器中可能極為重要的制冷技術。美國JPL實驗室已經把它作為一種重要低溫制冷機來研究開發,并取得了一定成效。其中二級80K 的氧化物-氧氣的化學吸附壓縮機,是以鐠鈰氧化物(Pr1-mCemOx,PCO)為吸附劑,以氧氣為制冷劑的吸附,吸附/解吸完全可逆。PCO是氧化鐠和氧化鈰兩種固溶體的混合物,用于從空氣中靠化學吸附提取氧氣。這一技術突破給吸附制冷開辟了一條新的途徑。PCO是在80K制冷的。
Pr3 +離子熒光粉中的活化劑。
熒光粉是在一定激發條件下能發光的無機粉末材料,這些材料是粉末晶體。在人類文明史中熒光粉起著至關重要的作用,特別是在信息時代的今天,熒光粉已成為人們日常生活中不可或缺的材料。而白光熒光粉是指能被一種激發光源所激發(可見光或紫外光)而發射白光的熒光粉。熒光粉的組成包括母體材料(基質材料),活化劑(激活劑),輔助激活劑和助熔劑等。熒光粉多為無機化合物,是由陽離子和陰離子組合而成的特定化合物。一般陽離子或者陰離子都必須不具光學活性。陽離子須具有飽和外電子層結構。陰離子也須是化學惰性或者具有活化劑功能。活化劑的電子層結構為nd10(n+1)S2或半充滿軌域nd5,其離子半徑與主體陽離子半徑需相近,半徑相差太多將造成晶格扭曲。主要是Eu2+,Ce3+。
輔助激活劑主要用來協助能量傳遞以提高發光特性。廈門科明達的Y3Al5O12∶Ce,Pr,Dy熒光粉中Pr3+和Dy3+吸收發光能量,同時轉移給Ce3+活化中心,從而提高發光效率。而且Pr在熒光粉材料中一般只能作為輔助激活劑,而不做活化劑。
鐠的化合物在石油化工領域用作催化劑
經研究發現稀土催化劑不僅對丁二烯聚合定向效應高,而且也能使異戊二烯聚合成高順式聚合物。在丁二烯和異戊二烯共聚合時,共聚物中兩種單體單元的微觀結構也都是高順式的。這是合成橡膠常用鈦、鈷、鎳等催化劑做不到的,是稀土催化的特有的優點。用于雙烯烴聚合的稀土催化劑,根據其組成,可分為二元和三元體系。其中稀土三元體系是由鹵素和其它集團形成的三價稀土化合物同烷基鋁組成的,如Ln(OR)nCl3-n或LnCpCl2同烷基鋁組成的催化體系,根據不同稀土元素的活性,釹和鐠鈰活性最高的,也是應用最廣泛的。
鐠的化合物用于農業和飼料
鐠用于農業的主要是硝酸鹽復合產品,即硝酸稀土。稀土可促進作物種子發芽、出苗,可改善光合器官形態,提高光合能力,促進根系生長發育和對營養物質的吸收,提高作物抗逆性,增加作物產量和提高品質。
農用稀土是以水溶性稀土化合物為主體的復合產品, 在低濃度時對植物生長發育有促進作用,而高濃度時會產生抑制作用,因此,稀土的使用劑量與濃度成為影響使用效果的主要因素之一。 通常果樹、林木需要量相對多些,蔬菜次之,糧食作物需要量少。 一般情況下,每畝施用量在15-100g之間,較適宜濃度在0.01%-0.05%之間,最高濃度不超過0.1%。 一般常用方法有浸種、拌種和噴施。 大豆拌種,用稀土1g拌種子0.5kg,或在苗期及始花期以0.03%濃度噴施。 玉米可用0.08%的濃度浸種,或用稀土3g拌種子1kg加水20kg。
硝酸稀土噴施后頭一兩周生長情況變化不大,從第三周起,作物生長開始明顯變化,主要是作物的長勢、顏色與不施稀土比較有明顯差異。 施用時期一般選擇作物各生長階段的開始期噴施(如苗期、分蘗期、花期、幼果期等)要根據作物生長情況,分期施用。 噴施次數一般掌握在2-3次。稀土不是肥料,不能代替氮、磷、鉀化肥或微量元素肥料。 但可以與氮、磷、鉀肥或微量元素肥料及農藥配合施用。
此外,在飼養家禽時,在飼料中也會混入一些含鐠化合物的稀土飼料,來增加家禽的重量,提高家禽的產品的產量,并提高飼料的轉化率。
總之,稀土鐠雖然在各方面的應用上表現的中規中矩,不是很突出,但是也是必不可少的。
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