有色金属中稀土元素的化学分析探讨

梁启保

摘要：稀土元素是信息技术、航空领域、先进制造、新能源汽车等高新技术领域不可或缺的原材料，被誉为“工业维生素”。《中国制造2025》国家中长期发展规划中将稀土功能材料列为关键战略材料予以重点发展。相较于国防、航空等领域的本体稀土材料应用，稀土微纳材料的理化性质因存在表面效应、量子尺寸效应等发生显著差异。在能源领域，稀土-过渡金属纳米催化剂作为一种新兴的电催化前沿材料备受关注。有色金属中含有稀土元素，该元素可以净化杂质、强化晶界，在工业生产中发挥着重要作用，所以被誉为“工业维生素”。本文对有色金属中稀土元素的化学分析进行探讨。

关键词：有色金属；稀土元素；化学分析

引言

从目前的发展趋势看，我国在不断发掘稀土元素的利用价值，结合资源丰富的优势，深入研究各种富含稀土元素的有色金属，不仅改善了产品性能，同时增加了社会和经济效益。稀土元素具有化学性质，同时也有电子结构特点，划分为两组，分别是轻稀土和重稀土。一般稀土元素不具备放射性，在化学处理的过程中，分离其中微量放射性物质，所以不具备放射特性。不论是国际上，还是国内，都对稀土元素在产品中使用的允许剂量进行严格规范，在安全限制内，不会危害人体，所以稀土元素产品比较安全。

1化学分析内容

化学分析技术是鉴别材料、定量分析的重要方法，通过对光谱技术、色谱技术的应用，以此来掌握材料内部结构变化，并分析其性能、组成等因素，研究在化工生产中不同物质所产生的化学反应。其中，在当前检测分析技术中色谱技术最为常见，而在实际应用上则是可以分为液相色谱法、红外光谱分析仪等，这种方式往往在检测上的时间更短，并且精准度高。而在分析物质的密度方面，则是可以应用重量分析技术，这种技术的应用范围较为广泛，而且与其它的技术相比，化学分析技术的精准度高，在化工材料检测中较为常见，并且随着当前科学技术水平的提高，化学分析技术也在快速发展。能帮助企业来对应获取到理想的经济效益。在化学分析上要求精度严格，只有达到标准，才能明确化工材料的化学成分。在这种情况下，针对人员和设备等提出更加严格的要求应保证在实验中所参与的人员，能确保自我专业素质，避免错误使用实验仪器，保证最终结果的准确。所以，应加强对化学分析人员的培训，在具体应用上进一步提高人员素质，在确保数据精准的情况下，保证实际的化学分析效率。同时，工业产业技术不断更新和材料种类的增加，丰富化工生产材料，对应的检测方法相比于以往也有着很大的不同。化学分析体系在逐渐完善，分析流程也在精简，并且是能落实到整个化工生产中，推动化工生产稳定向前发展。

2化学分析检验的质量特点

2.1真实性

真实性是化学检测中数据质量的基本要求。化学检测的主要目的是为了在检测的过程中能够获得更多可靠的数据，经过数据的分析比对，来获得理论支持。数据的准确与否直接影响着后期决策。

2.2代表性

代表性主要是指送检样品是否具有代表性。这取决于参与分析检测工作人员的技术能力、职业责任以及样品的采集、归类、保存和运输中的技术手段。样品的代表性受到多种因素影响，在选取样品时一定要按照产品的种类选择相应的抽样技术规范，制定抽样方案 ( 包括抽样的目的、现场调查、抽样工具的准备、布设点位、抽样方法、确定样本数量、安全措施、抽样记录等 )，其中抽样方法尤为关键。不同的产品抽样方法不同，比如检测产品批量较少时可以用简单随机抽样法；检测产品批量较大或按一定顺序排列的产品可按系统抽样法；当检测产品分为若干层可以采取分层抽样法，按照一定的比例分层抽样；当检测产品由许多袋、箱等容器盛装时一般要按照分段采样法。

2.3可靠性

通常指检测人员必须具有专业分析处理业务水平，实验室用于检测的仪器都具备高度的精确度和灵敏度。可靠性可以综合反应产品的质量，如近年对各种新型材料及合金产品的检测，其可靠性不仅是可持续发展的需求，也是环境科学发展的需求。可靠的检测结果将为国家生态文明建设和碳达峰碳中和目标做出积极贡献。

3有色金属中稀土元素的化学分析

我国的非金属矿物种类繁多，矿物性质特殊，因此分析技术较少有定性流程，往往沿用金属矿物分析和其他矿物技术。随着我国对非金属矿产的科学研究和找矿新要求，分析测试从以往的化学分析和单元素分析技术向大型仪器 (X 射线萤光光谱仪 (XRF) 等 )分析为主的多元素分析转换。改进非金属矿物的分析测试方法，建立和制定非金属矿物的分析测试新技术，研制非金属矿物的新标准物质，有效解决包括主、次、痕量元素和挥发成分等非金属矿物完善、系统、快速和现代化的分析测试流程，成为广大从事分析测试人员的新课题。

3.1分析铝合金稀土元素

稀土元素在铝合金中发挥重要作用，可以改善铝合金性能。对其进行化学分析，可以采用电化学实验的方式。在实验的过程中，铝合金为电极，选择氯化氢作为介质。实验可知，加入稀土元素可以降低合金放电现象，稀土元素使金属铝/铝合金加速，通过这种方式，使铝合金元素分布更加均匀，同时也能强化铝合金的使用性能。不仅如此，对铝合金电分离现象也具有一定的组织作用，在铝合金中添加稀土元素之后，氯离子移动的自由度受限，铝合金耐腐蚀性能随之增强。如果在铝合金中添加稀土元素，对铝元素的极化能力具有限制作用，使铝合金更加稳定可靠，优化该金属的整体性能，使该金属可以在各种行业、领域中应用。

3.2分析钨合金稀土元素

钨合金中的稀土元素也具有改善性能的作用，在实验的过程中，需要参考多种资料文献。钨合金的稳定性、耐高温性较好，所以具有很高的利用率，可以在各个行业中应用。为强化钨合金性能，可以在钨合金中加入稀土元素。稀土元素可以细化晶粒，有助于增强钨合金的延展性，使该合金有更高的强度，能促进其他性能的提升。如果在铜钨合金中添加稀土元素，则耐电腐蚀性能、耐压性能都会有所提升，可以使稀土元素更加稳定。在现代工业发展的过程中，钨合金应用广泛，其在强度、蒸气压、延展性等方面具有较高的应用优势。为了更进一步强化钨合金性能，可以采用稀土改性的方式。通过这种方式，使其成为钨-镍-铁合金。该合金是目前应用最广泛的钨合金，具有很高的弹性，相比于其他金属元素，该合金没有磁性，所以某些特殊条件下具有较高的应用优势。也可以对钨-铜合金电触头材料进行改性，如果单纯和原本的性质结合改变，可以使耐压性增强，但会影响结合力。所以，应该采用稀土元素，强化合金的耐压性，同时也能提升耐电腐蚀性。

3.3分析镁合金稀土元素

在镁合金中，采用化学分析的方式对稀土元素的使用进行分析。如果将稀土元素添加在镁合金中，具有去除杂质的作用，通过净化镁合金中的氧、硫等元素，强化镁合金的稳定性，使镁合金更加可靠。如果想要增强镁合金的延展性，可以适当加入稀土元素。从目前的情况看，我国镁合金应用较为广泛，在航天、汽车等产业领域中均有应用。不论在高温，还是在腐蚀条件下，镁合金结构都具有较高的稳定性，可以保障产品性能。例如，在航空发动机中，可以采用Mg-RE-Zr合金，符合205℃条件下要求的强度，同时具有满足需求的抗蠕变性能。

结束语

综上所述，在有色金属中，稀土元素发挥着十分重要的作用，可以改善有色金属性能，使有色金属在各个行业、领域中的应用更加广泛。为充分发挥稀土元素在有色金属中的作用，需要对有色金属中的稀土元素进行化学分析，掌握在不同金属中的化学性质，然后采用合理的添加方式，使有色金属性能得到改善。

参考文献

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