我们如何认识稀土?
稀土,望文生义——“稀有的土”,在大多数人眼中,都觉得稀土是个稀罕玩意儿,离我们的生活很远。但实际上,在技术不断进步的当下,它越来越成为科技话语场的主流,并非遥不可及。在揭开它的神秘面纱之前,我们先通过几个例子,聊一聊普通人眼中的稀土。
对于稀土的态度之一:关于功能的误解
街头有人在卖一种有磁性的圆珠型手链,卖方说这些有磁性的圆珠子是稀土材料,所以这样的手链有保健作用,记者曾经观察过,这样的手链卖得还挺好。购买者在买了之后,真的把它当宝贝,有的认真戴着的,也有把它当礼物送人的。
(注:上图为网络检索而得,举例说明是有人将此类酷似金属的圆珠当稀土材料卖。并不代表作者有如此行为——特此说明。)
其实专家介绍,这种珠子一般不含稀土,只是有些磁性材料而已。
人们对于稀土或许有些印象,知道是个好东西。并不是十分了解。于是这类骗局或“欺骗营销”才会得逞。
对于稀土的态度之二:不去了解 不感兴趣
天安门广场曾经摆放过两个超大LED屏。
央视演播室里的LED屏
生活中,我们可以看到越来越多的景观采用LED屏。
我们惊叹LED屏为我们的世界带来的丰富多彩,但并不了解这背后就有稀土的身影。
不少人对于显像管电视机的记忆还是这么近,就算是80后,也都有着显像管电视机的记忆。更年长的人们,一定都有过一个单位、一个村落的几十甚至几百人,共同围着一个显像管电视机看《霍元甲》、《上海滩》的记忆。
其实,当显像管电视出现彩色电视机的时候,已经有稀土的身影。当更多的稀土科技被运用到LCD、LED屏里,在不到十年间,显像管电视机已经几乎走向消失。
这背后的故事,除了身处这个行业的专业人士以外,更多的人们恐怕就是“我只吃鸡蛋,并不需要知道母鸡是哪一只”的心理。
对于稀土的态度之三:关于价格的种种误解
稀土作用很多,有人可以一点也不知道,有人也会对它过于“崇拜”:稀土——自然是稀少的,所以是很贵的——可能比黄金还要贵咧!
可是,我们如果查询一下最近的黄金价格,以240元/克来计算,就会发现每公斤黄金是24万元,换算成每吨黄金是2.4亿元。
稀土金属普遍没有这个价格。
根据中国稀土学会专家介绍,一些“镨钕稀土氧化物”每吨价格才买30-40万元/吨,在2011年之后虽然提高至140万元/吨,但是由于供大于求,现在价格又跌至之前,甚至还要更低。
我国是个稀土资源大国,生产、出口都有极大优势,可是我们国家却并没有将这种话语权用到极致。反倒是欧美日等国不断打“稀土牌”。
事实上,稀土,是高科技不可或缺的材料。
它过去被人称为高科技材料中的“维生素”,随着稀土科技的不断进步,这个提法已经不准确了。在有些领域,它已经成为了“主菜”。
伴随稀土科技的进步,稀土文化也逐渐在形成——
稀土文化被逐渐定义为:
“高科技文化”
“追求技术创新的文化”
“高效益、高附加值文化”
“多学科多领域综合的文化”
这,也许就是“稀土科普”大有作为的地方。
我们通过元素周期表来认识稀土
我们如果向这个领域的专家请教稀土,他们大多都会打开元素周期表,向我们解释道,稀土是这样一些元素:
元素周期表
在元素周期表中一目了然,在纵向列表中,“ⅢB”那一竖行有一个镧系57-71号元素,在元素周期表下面进一步列出了镧系15中元素。
不过,稀土还包括“21号钪”和“39号 钇”。
也就是说,稀土元素是17种,可在元素周期表里,它是通过“2+15”呈现出来的。
(上图由中国稀土学会提供)
在稀土家族里,根据原子量多少可以将稀土划分为:“轻稀土”“中稀土”“重稀土”三类。
轻稀土:
La镧 Ce铈 Pr镨 Nd钕
中稀土:
Sm钐 Eu铕 Gd钆
重稀土:
Tb铽 Dy镝 Ho钬 Er铒 Tm铥 Yb镱 Lu镥 + Y钇
注明:“钇”元素尽管原子量仅为89,但由于其离子半径在其它重稀土元素的离子半径链环之中,其化学性质更接近重稀土元素。在自然界也与其它重稀土元素共生。故它被归为重稀土组。
“钪”元素由于化学性的特殊性,不被划入这个分类体系中。
“钷”元素在大自然中并不存在,它是科学家们在实验室的条件下“被发现”的元素,所以也不列入这个分类。
在稀土家族里,原子量最大的元素是Lu镥元素——按照原子序数它排在第71位;
它比我们常说的“金子”的金元素原子量还是要小——按照原子序数Au金被排在第79位。
因此可以肯定,金子的比重一定比稀土元素都重。
根据不同的划分依据,我们还可以对稀土元素进行各种分类。不过,依托元素周期表来了解稀土元素,大概就是我们现在常用的载体。
可是,人类对于稀土的认知顺序,却不是这样的。
稀土被发现,也是一部科技史。
我们不妨先做一个了解。
跨越153年(1794-1947)的稀土元素“被发现史”
——网络科普也应该务必准确
网络上有一篇关于稀土历史的文章让记者感慨不已。
“从1894年人类发现第一个稀土元素钇,至今已整整210年了。”
这是网络上检索到的这篇文章的开头。乍一看似乎什么毛病都没有。
可是,记者把今年的年份2014去减1894年,结果等于120年。
2014-1894=120年。这是一个人人会算的数学题。可是未必人人都会去算算。可能是文章作者不小心的一个笔误,却在互联网上广为转载,许多网站还算是有一定权威性的网站。不得不让人感叹这些转载机构/个人有多么的粗枝大叶、漫不经心了。
这篇文章的标题是《稀土元素的发展史是什么样的》,用这个标题做检索,结果有十九万之多
之所以要把这个问题点出来,是因为,如果我们连这些最起码的知识都提供不了权威性、准确性的信息,那我们就离“科学追求真理”的本质相差太远了!
其实,这篇文章里面还有许多漏洞百出的问题和错误。据记者揣度,这也许是某个有一定稀土知识的“科迷”的一篇草稿,或者是一篇博客。
让记者感慨的是,一些权威性的网站不加甄别,就盲目转载实在不应该。
当然这也从另一个方面证明了,稀土科普信息的匮乏。
为了提供最准确的关于稀土发现史的信息,也为了便于阅读和检索,记者专门列了一个表格。
我们也希望读者们能发挥网络精神和追求真理的精神,把准确的信息分享出去。
让我们共同建设一个“有科学精神的蝌蚪世界吧”!
——我们欢迎转载!
稀土元素的“被发现史”
对于稀土被发现史,中国稀土学会的张安文老师充满着感慨。
因为在这个历史中,全部都是欧洲人!
这个历史进程恰恰是中国从封建帝国盛极而衰的过程。国家不强盛,就不会有科技的强盛。
而今,中国正逐渐迈入世界强国行列,稀土科技,我们相信中国也不会缺席。
草根科普在行动
—— “国外做的稀土金属长期空气暴露试验”
参考链接:【多图】国外做的稀土金属长期空气暴露试验
说明:
由于无法确切该网页信息的来源真实性,所以我们转录该网页不是要将其内容作为权威信息来发布,下面的内容仅供参考;
这个测试展示了稀土金属接触空气后随着时间推移的效果。
从2004年1月开始,16稀土金属(包括钪和钇)测试样品开始接触正常家庭空气。
金属碎片被切割和抛光以为拍摄提供发光面。
以下为测试期间照片拍摄的样本集。
研究开始于2004年1月31日
2小时后,铕开始失去光泽
12小时后……
第二天:镧开始变暗
第三天:镨开始变了颜色
第四天:铕显示出黄色的腐蚀
第五天:铈表面变暗
第六天
第七天:铕腐蚀加速
第八天
第九天
第十天:铕腐蚀开始堆积
第十二天:镧出现了氧化剥落的迹象
第十六天:铕已经完全被腐蚀覆盖
第十七天
第十八天
第二十天
第二十二天:铕已经被完全腐蚀
第二十五天
第三十二天:钕开始变暗
第三十六天:暂时将铕移出测试
第五十天:白色的氧化镧清晰可见
第七十一天:铈和镨出现剥落现象
第九十二天
第一百一十三天:铥已经明显失去光芒
第一百三十二天:镧腐蚀加速
第一百九十一天:镨和钕已显示出了氧化物的颜色
第三百三十五天:镧完全腐蚀
第三百九十一天:钐开始失去光泽(此时将铕移回,可见已彻底氧化)
第五百八十六天(十九个月):铈、镨、钕几乎消失
三年后:钐已经失去光芒,但另一些没有太大变化。被腐蚀的金属已经移出。期间铽和镥的样本丢失
四年后:钐不再闪亮,但其它看上去仍然完好无损
为什么要进行这个测试?
众所周知,有些金属会在空气中被腐蚀特别是当水分存在的时候。
已知铕、镧、铈、镨、钕腐蚀较快,因此通常储存在氩气或矿物油中来保护他们。
但我们不确定金属的腐蚀过程要多久。
这个测试表明,这些金属的腐蚀速度大致如下:
铕(完全腐蚀22天)
镧(完全腐蚀11个月)
铈(完全腐蚀1年)
镨(完全腐蚀1年)
钕(完全腐蚀1年)
铥
钐
……
测试进行者David Hamric
这个试验值得称赞的就是:它为我们直观了解稀土金属的性质提供了一目了然的方式——这是我们希望的科普方式。
根据中国稀土学会张安文老师的介绍,实际上,稀土金属根据冶炼技术的不同,致密程度也不一样,因此类似的实验在条件的设定上还是有欠缺的。
不过,我们还是应当对实验作者进行表扬,他向公众传递了不一样的稀土科普知识;
另外,我们转录该网页还有一个重要的目的:公众对于真正的,有价值的科普需求是非常渴望的。
走进中国稀土学会
——公众需要权威的稀土知识
网络检索稀土相关的资料,的确有不少。但是,有的观点相互打架,有些数据都有出入……公众需要权威的稀土知识。
我们做科普,首先应当提供这样的信息。
为此我们特地走进中国稀土学会,以最权威的信息提供给科迷们。
检索网络,作为在稀土领域里做科普工作,以及和公众交流最多的稀土专家之一,张安文老师应该要算一个了。
张安文是中国稀土学会副秘书长,教授级高工
中国稀土学会位于交通大学南门向西的一个小楼内。在钢铁研究总院的社区里,这里显得十分静谧。
中国稀土学会
11月4日,记者探访中国稀土学会。
中国稀土学会成立于1979年11月。作为中科协200个国字头协会之一,多年来在科普、学术交流、技术进步以及为政府、企业、科技工作者提供服务方面,做出了杰出贡献。
而且,中国稀土协会是:
l 具有公益性、学术性、科普性、非赢利性的社会团体;
l 依法成立的社团法人;
l 党和政府联系稀土科技工作者的桥梁和纽带;
l 发展稀土科学技术事业的重要社会力量;
中国稀土学会的服务领域包括:
1.地质矿山
2.冶金
3.机械
4.有色
5.轻工
6.农业
7.电子
8.石化
9.环保
中国稀土学会下设15个专业委员会:
1.地质矿山选矿专业委员会
2.化学和湿法冶金专业委员会
3.火法冶金专业委员会
4.稀土钢专业委员会
5.铸造合金专业委员会
6.理化检验专业委员会
7.固体科学与新材料专业委员会
8.农医专业委员会
9.催化专业委员会
10.玻璃陶瓷专业委员会
11.环境保护专业委员会
12.发光专业委员会
13.永磁专业委员会
14.信息专业委员会
15.技术经济专业委员会
从这十五个专业委员会我们就知道稀土的应用领域有多广了。
记者采访当天,正好秘书长林东鲁也在办公室,他的日程原定并没有安排见我们,不过生性开朗的他还是热情地接待了记者。
林东鲁
这位原包头钢铁集团公司总经理、董事长、党委书记谈起稀土,也是激情满怀。对于稀土科普,他表示要尽力支持。
感谢稀土学会的领导们和老师们的热情接待,也感谢中国稀土学会为稀土科普工作所做的贡献。
张安文寄语科迷:稀土强国待后生
l 稀土资源大国不等于强国 关键在于应用
l 打造稀土强国我们在路上 我们已经开启了这个伟大的历程
离世贸组织专家组成员裁定中国稀土涉案产品的出口管理措施违规已经过去半年多了。中国作为一个负责任的大国,必定信守承诺,遵守规则,积极应对。
金融危机以来,中国已经在多个领域遭遇“反倾销”起诉,遭遇“贸易操控”“汇率操纵”等等指责。
在稀土领域,中国曾经向世界出口的稀土占全球总量高达97%以上。可是我们的稀土“金子当白菜价”卖掉了!稀土采掘业,中国过去依赖低成本、低科技含量的手段,以牺牲环境为代价,这使得世界对于我国稀土产品本身造成了依赖的同时,还造成了对稀土低价的依赖。
从2011年开始,我们业界普遍意识到了这个问题。但是在面对别国国际起诉和联合反制之后,新的情况我们还必须积极谨慎应对。放眼长远,这种所谓的“稀土战”终究要过去,“稀土的经济格局”终有形成并稳定的时候。
现在我们应当要做的一是要放眼长远制定规则;二是要积极发展稀土应用科技。同样一个稀土产品,在我国的经济回报是“一”,而卖到国外科技发达国家,它们的经济回报可以达到“十”甚至是“百”,这种情况必须改变。
我们国家也必须从稀土资源大国向稀土科技强国转变!
稀土世界,是一个充满五光十色、精彩纷呈、充满乐趣的世界;
稀土世界,是一个和高科技密切相关的世界;
稀土世界,是一个值得科迷们遨游、漫游、细品的世界;
稀土世界,更是一个立志于科学事业的人,值得发挥聪明才智、大展身手的世界!
因此寄语广大科迷,尤其是青少年:欢迎投入到稀土科学世界。
在投身稀土领域前,建议科迷们先要扎实练好内功,把自身的科学素养不断提高。
目前我国各大专院校并没有太多的单纯以稀土为学科的“稀土学院”,这是因为稀土可以和任何领域相结合。尤其在新世纪,稀土的广泛应用已经到了前所未有的高度。
欢迎加入到稀土科技这个神奇的世界中来!
为建设一个稀土大国、科技强国而奋斗吧。