转自：科普中国

近日，国际相关热点中频频提到了“稀土”这种资源。

这确实是一种重要的资源。在生活中它离咱们并不遥远。当你打开手机，屏幕背光中的铕元素正发出柔和红光；当你乘坐新能源车出行时，电机里的钕铁硼磁体正将电能转化为动能；午休网购时，为数据精准传输保驾护航的光纤，其核心掺杂着铒元素——这些都是稀土。

那么稀土究竟是什么？到底有多重要呢？今天咱们就来聊聊。

稀土是什么？有什么用？

在元素周期表里，有这样 17 位特殊的成员，镧系的 15 个元素从镧到镥，再加上钪和钇这两个 “编外成员”，它们被统称为稀土。

小挑战来了！

下面这些稀土家族的成员，你都能念对它们的名字吗？（答案在文末）

镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇

从化学角度探究，为何这 17 个元素能归为一族，且化学性质如此相似呢？

奥秘在于它们的外层电子构型。元素的化学性质主要由外层电子构型决定，在周期表中从镧到镥的稀土元素，随着原子序数递增，新增的电子会填充进 4f 和 5d 内层轨道，然而外层的 6s 轨道始终保持着 2 个电子。

这种高度相似的电子排布，使得它们拥有相近的离子半径以及相似的化学键特性。不那么了解化学专业的朋友，则可以把它们想象成性格极为相似、总爱抱团出现的多胞胎兄弟。

在自然界里，稀土常常以氧化物的形态示人，外观灰蒙蒙的，这才被误解为 “土”。可实际上，它们有着 “工业维生素” 的美誉，应用范围极其广泛。

从高端的军事装备到常见的民用电子产品，稀土元素的身影无处不在，在其中发挥着提升显示效果、增强性能等关键作用，为现代工业的发展注入了强大动力。

稀土到底“稀”在哪儿？

稀土里带一个“稀”字，望文生义的话可能会觉得稀土是罕见之物，其实并非如此。我国在稀土资源储量上堪称 “土豪”，全球稀土储量分布中，我国独占 36.7% 的份额。内蒙古的白云鄂博矿就是轻稀土领域的 “大哥”，镧、铈等轻稀土储量极为丰富。而在南方，江西、广东等地的离子型矿则以铽、镝等中重稀土为主。中重稀土在一些高端尖端科技领域有着不可替代的作用，这些地区的离子型矿为我国乃至全球的高端产业发展提供了关键的资源支撑。

轻稀土和重稀土有何区别呢？轻稀土元素具有较低的原子序数和相对较小的质量，：包括镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）、钷（Pm）、钐（Sm）和铕（Eu）共7仲元素。

重稀土元素的原子序数则较高，原子量较大，包括钆（Gd）、铽（Tb）、镝（Dy）、钬（Ho）、铒（Er）、铥（Tm）、镱（Yb）、镥（Lu）、钪（Sc）和钇（Y）共10个元素。尽管钇的原子量仅为 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。

既然稀土储量并不算少，那为何会如此“稀罕” 呢？原因在于稀土元素的特性。

前面提到，稀土元素就像多胞胎，化学性质相似到亲妈都难以分清，这就导致它的提炼提纯难度极大。传统分离方法效率低得让人怀疑人生，往往需要重复几百次的操作，才能达到分离的效果。这种高难度的提炼过程，使得稀土在实际应用中显得尤为珍贵，有了 “稀罕” 的标签。

徐光宪院士提出的萃取技术

帮助中国稀土成为王牌

众所周知，目前中国的稀土产量位居世界首位，而这个位置来之不易。20 世纪 80 年代，我国虽然有丰富的稀土资源，却因为缺乏高效的提纯技术，只能低价出口混合稀土，再高价进口国外提纯的高纯度稀土产品。而徐光宪院士提出的串级萃取技术，彻底改变了这种格局。

以镨钕分离为例，使用串级萃取技术的话，纯度可达到 99.99%，而且成本还降低了75%。在串级萃取技术引领下，中国稀土行业实现了质的飞跃，在国际舞台上拥有了更强的话语权，为后续我国稀土产业的蓬勃发展奠定了坚实基础。如此巨大的贡献，也让徐光宪院士获得了 2008 年度“国家最高科学技术奖”。

也正因为有了这样的底气，在中美贸易战的风云变幻中，稀土成为了我国手中一张关键的“资源王牌”。因为导弹制导、隐形战机、激光镭射等众多高科技军事装备的制造，都离不开稀土元素。美国自家的稀土矿早已面临开采困境，急得满世界寻找替补。

当然，其他国家虽然也有一定的稀土储备，但在配套的开采提炼技术上却远远跟不上，这就导致美国即便四处寻求替代，依然很难满足其庞大的稀土需求。

这让美国在高科技产业和军事装备发展上感受到了前所未有的压力，也让世界看到了中国稀土资源的重要战略地位。

新规来袭！稀土行业开启高质量发展

2024 年底，国家重磅出台新规，为稀土行业的发展指明了新的方向。新规要求对稀土减少开采，这并非是限制稀土产业的发展，而是为了更加合理地利用这一宝贵资源。同时，鼓励回收，通过建立完善的回收体系，将废弃电子产品、工业废料等其中蕴含的稀土元素重新提取出来，实现资源的循环利用。此外，还加强绿色技术研发，推动稀土行业向更加环保、可持续的方向发展。

这也带动了新的投资机会，我们日常使用的电子设备，如手机、电脑，还有新能源车，这些设备中都包含稀土元素。芯片制造过程中，稀土磁材能够精准控制电流，钕、镝更是高性能半导体的重要元素。中国稀土供应链自主可控，这就相当于给芯片研发加了一层 “物理外挂”，为我国的科技产业提供了坚实的后盾，让我们在全球科技竞争中拥有了更强的底气。

最后，看一下 17 个稀土元素，你读对了几个呢？

镧（Lán）、铈（Shì）、镨（Pǔ）、钕（Nǚ）、钷（Pǒ）、钐（Shān）、铕（Yǒu）、钆（Gá）、铽（Tè）、镝（Dī）、钬（Huǒ）、铒（Ěr）、铥（Diū）、镱（Yì）、镥（Lǔ）、钪（Kàng）、钇（Yǐ）

这 17 个元素，每一个都有着独特的性质和重要的用途，它们共同构成了稀土这个神秘而又强大的家族，在现代工业和科技领域中发挥着不可替代的作用，见证着中国从稀土资源大国向稀土科技强国迈进的坚实步伐。