最近大家都在聊的“稀土”到底是什么？它为啥对国家特别重要？

来源丨力学科普（ID：lxkp_cstam）

在科技迅猛发展的今天，“稀土”这个词频繁出现在新闻报道、产业分析和国家战略中。很多人可能听说过它的重要性，却对它的本质知之甚少。它到底是矿产？金属？化学元素？还是某种特殊材料？今天，小编将带你走进稀土的世界，揭开它神秘的面纱，了解它的组成、特性、用途以及为什么它被誉为“工业维生素”。

稀土氧化物（图片来源：[3]）

稀土并不稀有，却很“稀有”

稀土的英文是“Rare Earth”，字面意思是“稀有的土”。这个名称容易让人误解，以为它非常罕见，产量极低，属于珍稀资源。事实上，从地壳丰度来看，稀土并不比铜、铅、锌稀少，有些稀土元素甚至比银还要常见。例如，钕的地壳丰度比金高出上千倍。

地壳中元素的相对丰度(图片来源：zh.wikipedia.org)

那为什么称之为“稀土”呢？这要从历史说起。19世纪初，科学家们在瑞典发现一种矿石，经过复杂的化学反应后分离出一些性质相近、难以提纯的金属氧化物。由于它们难以获得纯净形态，且彼此性质过于接近，提取和分离极其复杂，便被冠以“稀有”的称呼。加之这些元素通常以氧化物形式存在于“土”状矿物中，便有了“稀土”的名字。

所以，稀土“稀”的不是它的储量，而是它的提取难度和纯度控制。

稀土家族成员：17位“冷门明星”

从化学角度看，稀土是指元素周期表中的镧系元素（从原子序数57的镧La到71的镥Lu）以及与它们性质相似的钪（Sc）和钇（Y），共计17种元素。尽管它们的名字并不常见，却各有“专长”：

稀土家族成员包括红框圈出的17个元素（图片来源：[1]）

钕（Nd）：制造强力磁铁的核心材料，广泛用于风力发电机和电动汽车电机中；

铽（Tb）和镝（Dy）：提高磁铁耐热性的“助攻”元素；

铕（Eu）：能发出鲜艳的红光，是彩色电视和荧光灯的重要发光材料；

钆（Gd）：具有优异的中子吸收能力，用于核反应堆；

钪（Sc）：与铝合金配合，提高强度且减轻重量，适用于航空器材；

铈（Ce）：用作抛光粉，也在汽车尾气净化器中发挥催化作用。

这些“冷门明星”，虽然不为大众熟知，却在现代工业中几乎无所不在。

用途广泛，稀土无处不在

稀土的神奇之处，在于它们虽然单一用途微小，却在高新技术中起到不可替代的作用。它们像是“工业维生素”，用量少，但缺了它就不行。

01

信息电子领域

手机、电脑、液晶显示器、摄像头、耳机……几乎所有电子产品的显示、发声、存储等核心部件中都有稀土材料的身影。例如，钕铁硼磁铁广泛应用于手机喇叭与振动马达；钇和铕则用于液晶屏的背光系统。

稀土是智能手机里的“魔法粉末”（图片来源：[2]）

02

清洁能源与新能源汽车

风力发电的涡轮中需要高性能稀土永磁材料才能高效运转；电动车电机同样依赖钕、镝等稀土元素来提升能效比与稳定性。

稀土是新能源的“超强助力器”（图片来源：[2]）

03

航空航天与军工领域

稀土合金具备高温稳定性和高强度，适合用于战斗机、导弹、航天器等部件制造。此外，它们还用于激光武器、红外夜视仪、卫星通信系统等关键装备。

稀土材料常常位于高科技武器的核心部位（图片来源：[4]）

04

医疗与环保

稀土材料在磁共振成像（MRI）造影剂、癌症治疗药物、汽车尾气催化剂和污水处理催化剂中均发挥重要作用，帮助实现绿色发展与健康保障。

稀土材料在脑领域的应用（图片来源：[5]）

开采与提取的“绿色挑战”

虽然稀土广泛应用，但其开采与提取过程并不“环保”。稀土矿大多分散于矿石中，提炼过程涉及大量化学试剂，易产生酸性废水、放射性残渣和有毒气体，给环境带来巨大压力。

在过去，由于缺乏有效监管，部分地区的稀土产业发展牺牲了环境健康，出现“稀土污染村”等负面案例。这也促使全球逐渐重视稀土产业的绿色转型和循环利用。

溶剂萃取法示意图（图片来源：[6]）

目前，包括中国在内的多个国家正加强稀土冶炼分离技术的研发，推动“绿色稀土”发展，例如采用离子交换、膜分离、微生物辅助提取等新技术，以及提高废旧电子产品中的稀土回收率。

稀土与国家战略

稀土的重要性不仅体现在科技层面，更关系到国家安全和产业链控制权。

全球稀土储量分布较广，但提取与分离技术高度集中，其中中国在稀土生产、精炼与出口方面长期处于主导地位，尤其是在高纯度稀土氧化物和磁性材料制造领域，技术优势明显。

中国是当今世界上最大的稀土矿产国（图片来源：[7]）

这也让稀土成为中美贸易摩擦、全球供应链重构中的焦点资源。为了减少依赖，多个国家开始推动稀土“本土化”战略，如美国重启稀土矿山、欧盟设立关键原材料法案、日本发展稀土回收系统等。与此同时，中国也在推动稀土产业的整合、环保升级和高附加值化，意在从“稀土大国”迈向“稀土强国”。

最后，看一下17个稀土元素，你读对了几个？（图片来源：[8]）

了解稀土，正是认识我们这个高科技时代的开始。掌握稀土的使用与发展，就像掌握了一枚通往未来科技的钥匙。未来的发展，或许会越来越依赖这些“工业维生素”的力量。

参考文献

[1]https://mp.weixin.qq.com/s/445WoCHHKuhzuWvsawhETw

[2]https://mp.weixin.qq.com/s/ENmWJivE1A6fhiKvSO5j1g

[3]https://mp.weixin.qq.com/s/dc0rxahx-o1fAVEWVwqkjw

[4]https://mp.weixin.qq.com/s/xqI1l2yJpMNm9bx2QbWc8A

[5]https://mp.weixin.qq.com/s/EfR2BfEJoD8b1PnEsYGB-A

[6]https://mp.weixin.qq.com/s/GgVRNkqxt2gtF93XfGiagA

[7]https://mp.weixin.qq.com/s/Tk9yKCiJRXTh3V6Ayx6DSg

[8]https://mp.weixin.qq.com/s/fNkZLB1vhSHDuDepI-ZG3w

图片源自于网络和AI创作，仅供科普参考

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