稀土元素Rare Earth Elements (REE)楊懷仁 (Yang, Huai-Jen) 稀土元素很少富集到經濟上可以開採的程度,因而有稀土之稱,但在地殼中的整體含量高,其中鈰在地殼元素含量排名第25,佔0.0068%(與銅接近),比鉛還要高。而含量最低的稀土元素—鑥在地殼中的含量比金高出200倍。 稀土元素的電子組態是最外層的6s軌域已填滿,電子陸續填入內層的4f軌域,使此群元素的原子及離子半徑隨質量增加而漸減,導致最重的稀土元素—鑥與另一個第Ⅲ族元素釔(Y)具相近的原子及離子半徑,所以自然界中「重稀土元素」(銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿及鑥)與釔可以互相取代,故重稀土元素又稱「釔組元素」,其他「輕稀土元素」(鑭、鈰、鐠、釹、鉕及釤)又稱「鈰組元素」。亦有將稀土元素分為3組:「輕稀土元素」含:鑭、鈰、鐠、釹及鉕;「中稀土元素」含:釤、銪、釓、鋱、鏑及鈥;「重稀土元素」含:鉺、銩、鐿及鑥。重稀土元素因離子半徑較小,比輕稀土元素更易進入地函組成礦物中,輕稀土元素則相對富集於地殼中。目前已發現的稀土礦主要分布在中國、美國、澳洲及獨立國協,美國基於環保與開採成本高,已不再開採,中國是現今主要的稀土元素供應國,產量佔全球97%。 稀土元素具有獨特的磁性、光學性和其它特性,被廣泛應用於鋼鐵、冶金、機械、石油、化工、玻璃、陶瓷、雷射及環保科技產業。主要以高科技電子發展的日本,幾乎完全仰賴中國的稀土資源,為改善此狀況,日本積極投入開發替代品及探勘新稀土礦。2011年日本科學家發現太平洋淤泥富含稀土元素,可能改變現今全球稀土資源的分配。 |