稀有金屬元素目錄1定義與分類稀有金屬的基本概念2特性與元素介紹物理化學(xué)特性與主要元素3應(yīng)用與生產(chǎn)工業(yè)應(yīng)用及提取技術(shù)4經(jīng)濟意義與展望什么是稀有金屬？定義儲量少、分布稀散、難以提取的金屬元素與常見金屬的區(qū)別儲量比鐵鋁銅少，應(yīng)用特殊，價值高稀有金屬的特點儲量少地殼中含量極低，全球分布有限分布稀散很少形成獨立礦床，多伴生于其他礦物中提取困難冶煉工藝復(fù)雜，分離純化成本高稀有金屬的分類稀土金屬17種元素組成，化學(xué)性質(zhì)相似分散元素地殼中分布極稀散的金屬元素貴金屬稀少且具有高經(jīng)濟價值的金屬放射性元素具有放射性且應(yīng)用特殊的金屬元素稀土金屬概述17種元素原子序數(shù)57-71的鑭系元素及鈧和釔相似性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)相近，分離難度大工業(yè)價值現(xiàn)代高科技產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵原材料分散元素概述主要元素鋰、銣、銫、鈹、鋯、鉿、釩、鈮、鉭等分布特點極度分散，很少形成獨立礦床應(yīng)用范圍新能源、航空航天、電子、核工業(yè)等高端領(lǐng)域貴金屬概述金投資、電子、首飾銀導(dǎo)電、殺菌、攝影鉑族催化、醫(yī)療、高溫應(yīng)用放射性元素概述主要元素鈾、釷等具有放射性的重金屬元素能源應(yīng)用核反應(yīng)堆燃料，核能發(fā)電的基礎(chǔ)特殊用途醫(yī)療放射治療，科學(xué)研究，軍事應(yīng)用稀有金屬的物理特性特性表現(xiàn)應(yīng)用優(yōu)勢熔點多數(shù)熔點高耐高溫材料密度變化范圍大輕質(zhì)或高密度材料導(dǎo)電性多數(shù)良好電子材料首選稀有金屬的化學(xué)特性催化性能促進化學(xué)反應(yīng)速率氧化還原性電子得失能力強活潑性部分元素化學(xué)性質(zhì)活潑稀土元素：鑭（La）原子結(jié)構(gòu)原子序數(shù)57，核外電子排布[Xe]5d16s2主要用途高折射率光學(xué)玻璃，氫氣儲存材料催化劑石油裂化催化劑重要組成部分稀土元素：鈰（Ce）物理化學(xué)性質(zhì)銀白色金屬，活潑，易氧化原子序數(shù)58，鈰的化合物呈黃色工業(yè)應(yīng)用玻璃拋光粉，汽車尾氣催化轉(zhuǎn)化器自清潔烤箱涂層，鋁合金添加劑稀土元素：釹（Nd）磁性特點制造永磁體的關(guān)鍵元素，磁性極強汽車應(yīng)用電動汽車馬達必備，每輛約1千克電子產(chǎn)品手機揚聲器，硬盤驅(qū)動器關(guān)鍵材料稀土元素：釤（Sm）核能工業(yè)核反應(yīng)堆控制棒材料，高中子吸收能力磁性材料釤鈷永磁體，耐高溫特性優(yōu)異其他應(yīng)用激光材料，紅外吸收玻璃，催化劑稀土元素：銪（Eu）發(fā)光特性優(yōu)異的熒光材料，發(fā)出鮮艷紅光量子效率高，色純度好顯示應(yīng)用彩電熒光粉，LED照明的紅色熒光粉防偽標記，安全標識稀土元素：釓（Gd）醫(yī)學(xué)影像核磁共振造影劑，增強成像效果磁性材料磁光記錄材料，數(shù)據(jù)存儲中子吸收核反應(yīng)堆安全控制材料溫度測量磁熱效應(yīng)，低溫溫度計稀土元素：鋱（Tb）熒光特性發(fā)出明亮的綠色熒光，色純度高顯示應(yīng)用液晶顯示器背光源，綠色LED熒光粉特種玻璃法拉第旋光器，光電隔離器材料稀土元素：鏑（Dy）永磁應(yīng)用提高釹鐵硼磁體的耐溫性，減少退磁特種合金添加到特種鋼中，提高機械性能核工業(yè)核反應(yīng)堆控制棒材料，中子吸收劑稀土元素：鈥（Ho）激光材料鈥激光器，醫(yī)療和牙科手術(shù)應(yīng)用核工業(yè)核反應(yīng)堆控制棒，中子吸收性能好著色劑黃色和紅色玻璃著色劑，獨特色調(diào)稀土元素：鉺（Er）光通信光纖放大器核心摻雜元素1.55微米波長信號增益激光材料鉺激光器，眼科手術(shù)應(yīng)用LIDAR系統(tǒng)光源著色應(yīng)用玻璃和搪瓷粉紅色著色劑防偽標記添加劑稀土元素：銩（Tm）X射線技術(shù)X射線增強屏幕，提高成像質(zhì)量醫(yī)療設(shè)備便攜式X射線設(shè)備，野外急救激光應(yīng)用藍光激光器，高密度數(shù)據(jù)存儲稀土元素：鐿（Yb）合金添加特種不銹鋼添加劑，提高機械性能光學(xué)材料紅外激光器，高功率光纖激光應(yīng)力傳感光纖應(yīng)力傳感器，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測稀土元素：镥（Lu）镥是最重的稀土元素，用于PET掃描放射性示蹤劑和石油裂化催化劑。分散元素：鋰（Li）電池技術(shù)鋰離子電池核心原料，電動汽車動力源輕質(zhì)合金航空航天鋁鋰合金，減輕結(jié)構(gòu)重量醫(yī)藥應(yīng)用鋰鹽治療躁郁癥，精神藥物分散元素：銣（Rb）原子鐘銣原子鐘，GPS系統(tǒng)時間基準光電技術(shù)光電池，紅外探測器敏感材料科研用途量子物理實驗，玻色-愛因斯坦凝聚體分散元素：銫（Cs）精密計時銫原子鐘，國際時間標準光電轉(zhuǎn)換光電管，紅外探測器催化應(yīng)用有機合成催化劑，精細化工石油勘探油井測井儀器，密度測量分散元素：鈹（Be）航空航天輕質(zhì)高強度合金，飛機結(jié)構(gòu)件火箭噴嘴，導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)核工業(yè)中子反射體，核反應(yīng)堆材料X射線窗口材料，高透過率電子工業(yè)鈹銅合金，彈性電觸點散熱器材料，高散熱性能分散元素：鋯（Zr）核工業(yè)燃料棒包殼，中子透過性好耐火材料高溫爐襯，熔點高達1855°C陶瓷工業(yè)高級陶瓷，鋯英砂和氧化鋯化學(xué)工業(yè)耐腐蝕設(shè)備，抗強酸強堿分散元素：鉿（Hf）超高溫合金火箭發(fā)動機和燃氣輪機材料半導(dǎo)體高k介電材料，替代二氧化硅核反應(yīng)堆控制棒材料，中子吸收性好分散元素：釩（V）特種鋼材高強度工具鋼，硬度高2儲能技術(shù)釩液流電池，大規(guī)模儲能催化劑硫酸生產(chǎn)催化劑，石油脫硫分散元素：鈮（Nb）超導(dǎo)材料鈮鈦合金和鈮錫合金，超導(dǎo)磁體特種鋼材微合金化鋼，提高強度和韌性航空航天耐高溫結(jié)構(gòu)材料，火箭噴嘴分散元素：鉭（Ta）電子工業(yè)鉭電容器，體積小容量大化學(xué)設(shè)備耐腐蝕容器，抗強酸醫(yī)療器械人體植入物，生物相容性好超硬材料鉭碳化物，切削工具材料貴金屬：金（Au）4000年應(yīng)用歷史人類最早使用的金屬之一1064°C熔點相對較低，易于加工19.3密度克/立方厘米，高密度金屬貴金屬：銀（Ag）電氣工業(yè)最佳導(dǎo)電體，電子接點和開關(guān)攝影行業(yè)傳統(tǒng)膠片和相紙感光材料醫(yī)療應(yīng)用抗菌材料，傷口敷料貴金屬：鉑（Pt）催化劑汽車尾氣凈化器，石油重整首飾制造高檔珠寶，永不褪色變質(zhì)溫度測量鉑熱電偶，精密溫度標準貴金屬：鈀（Pd）汽車催化電子工業(yè)飾品制造其他用途貴金屬：銠（Rh）工業(yè)催化氮氧化物減排，有機合成催化電鍍工藝反光鏡面，耐腐蝕裝飾層科學(xué)儀器高溫爐元件，熱電偶貴金屬：銥（Ir）高溫電極熔點高達2466°C，極端環(huán)境使用1標準器具國際千克原器材料，化學(xué)穩(wěn)定火花塞高性能發(fā)動機火花塞電極航天設(shè)備火箭推進器噴嘴，耐高溫腐蝕放射性元素：鈾（U）核能燃料鈾-235，核裂變主要燃料全球13%電力來源軍事應(yīng)用高濃縮鈾，核武器材料貧鈾彈，高密度穿甲彈其他用途同位素源，地質(zhì)定年航海陀螺儀配重，船舶壓艙放射性元素：釷（Th）核能潛力比鈾豐度高3-4倍，未來核能新選擇2高溫氣冷堆釷基球床堆燃料，安全性高醫(yī)學(xué)應(yīng)用放射性同位素治療，診斷顯影稀有金屬在電子工業(yè)中的應(yīng)用儲能元件鉭電容器，大容量小體積半導(dǎo)體材料鎵砷，銦磷，高速通信核心顯示技術(shù)銦錫氧化物，透明導(dǎo)電膜稀有金屬在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用鈦合金機身結(jié)構(gòu)輕質(zhì)高強，鈹鋁合金減輕衛(wèi)星重量，鎳基高溫合金發(fā)動機耐1000℃高溫，錸鎢合金火箭噴嘴耐極端環(huán)境。稀有金屬在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用1儲能電池鋰、鈷、鎳，鋰離子電池核心材料2太陽能電池銦、鎵、硒，高效光電轉(zhuǎn)換材料永磁電機釹、鏑、鐠，風(fēng)力發(fā)電機磁體稀有金屬在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用放射治療鈷-60，癌癥放射治療醫(yī)學(xué)影像釓造影劑，核磁共振增強醫(yī)療植入鈦、鉭、鉿，人體植入材料稀有金屬在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用尾氣凈化鉑、鈀、銠，汽車三元催化轉(zhuǎn)化器節(jié)能照明銪、鋱、鈰，LED和節(jié)能燈熒光粉水處理鋯、鈦、鈰，污水處理催化劑可再生能源鋰、釩、鎳，儲能電池材料稀有金屬的提取方法物理分離重力選礦，磁選，浮選化學(xué)浸出酸浸，堿浸，氯化浸取溶劑萃取有機萃取劑，分離純化離子交換樹脂吸附，洗脫分離稀有金屬的冶煉技術(shù)1預(yù)處理破碎、磨礦、物理選礦2化學(xué)處理浸出、萃取、離子交換3金屬還原高溫熔煉、電解或化學(xué)還原4精煉提純區(qū)熔提純、電解精煉、真空蒸餾稀有金屬的回收利用電子廢棄物手機、電腦回收，提取金、銀、鈀廢舊催化器汽車三元催化器，回收鉑族金屬廢舊電池回收鈷、鋰、鎳等電池金屬3工業(yè)廢料冶煉廢渣，加工廢料再利用4稀有金屬資源的全球分布稀土儲量占比%鋰儲量占比%鉑族金屬占比%中國稀有金屬資源概況37%稀土儲量全球第一，主要分布內(nèi)蒙、四川、江西13%鎢儲量世界第一，江西、湖南為主要產(chǎn)區(qū)20%釩資源世界第三，四川、河北集中分布稀有金屬的經(jīng)濟價值稀土氧化物(美元/kg)鉑(美元/盎司)鋰(美元/噸)稀有金屬的戰(zhàn)略意義技術(shù)優(yōu)勢先進技術(shù)制高點，引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)革命軍事安全國防裝備核心材料，武器制造基礎(chǔ)3產(chǎn)業(yè)命脈高端制造業(yè)根基，國家工業(yè)支柱稀有金屬開發(fā)的環(huán)境影響生態(tài)破壞露天開采，破壞植被和地表景觀水體污染酸性礦山廢水，重金屬滲漏放射性污染鈾、釷等伴生放射性元素污染稀有金屬開發(fā)的可持續(xù)性資源保護戰(zhàn)略資源庫存管理，合理規(guī)劃開采綠色開采清潔技術(shù)，減少環(huán)境足跡循環(huán)利用廢棄物回收再利用，閉環(huán)經(jīng)濟替代研發(fā)研發(fā)替代材料，減少關(guān)鍵依賴稀有金屬產(chǎn)業(yè)的未來趨勢需求增長于新能源、人工智能、量子計算和醫(yī)療器械。超導(dǎo)材料、納米材料等高性能材料將帶來技術(shù)變革。稀有金屬研究的前沿領(lǐng)域超導(dǎo)材料高溫超導(dǎo)體，零電阻傳輸量子材料拓撲絕緣體，量子計算基礎(chǔ)催化新材單原子催化劑，高效能轉(zhuǎn)化提取技術(shù)生物浸出法，環(huán)保低能耗稀有金屬產(chǎn)業(yè)的機遇與挑戰(zhàn)市場機遇新技術(shù)應(yīng)用擴展，需求量持續(xù)增長深加工產(chǎn)業(yè)升級，價值鏈延伸回收再利