镧

简介

镧：符号La，属于元素周期表第3组（IIIA）的一种银金属元素，通常被认为是镧系元素之一，第一位，元素号57。 它是该系列中最活跃的元素。与冷水反应轻微，但与热水反应迅速，产生氢气（H2）和氧化镧（La2O3）。它与其他几种元素直接相互作用，包括氮，硼，卤素，碳，硫和磷。它的主要矿石是菱镁矿，通过离子交换过程将其分离。有两种天然同位素，镧139（稳定）和镧138（半衰期1010至1015年）。具有自燃性的金属被用于打火石的合金中，氧化物被用于某些光学玻璃中。但是，镧的最大用途是作为包含原油的催化剂。

发现历史

“镧”这个元素是1839年被命名的，当时有个叫“莫桑德”（Mosander）的瑞典人从不纯的硝酸铈中提取了一种新的地球植物，并发现了这种新元素。他借用希腊语中“隐藏”一词把这种元素取名为“镧”。

来源

镧有49种同位素。一种是La-139，它很稳定，占地球上已知数量的99.910％。另一个同位素具有如此长的半衰期，被认为是稳定的：La-138的半衰期为1.05times10 + 11年，仅占地球已知丰度的0.090％。所有其他同位素都是放射性的，并且半衰期从150纳秒到几千年。发现镧的存在主要矿石是独居石砂，也存在于矿产菱镁矿中。独居石砂包含所有稀土元素以及一些非稀土元素。它的矿石分布在南非，澳大利亚，巴西和印度以及加利福尼亚，佛罗里达和美国的卡罗来纳州。 镧系元素的价格有些合理，低于每公斤黄金。（金大约为每公斤1800美元。）铯（Ce）是相对常见的，通常与La，Nd和Pr和铁合金化以形成混合稀土金属。

应用

1.镧用于制造用于电影摄影棚和探照灯的高强度碳弧灯的电极。它还用于精制高级euro金属和制造具有高折射率的玻璃，以及用于照相机和科学仪器中的优质镜头。它也用于制造坚固的永磁体。

2.镧用于电子仪器，火箭燃料，还原剂和汽车催化转化器。 用途镧是稀土或镧系元素中的第一个元素。它是所有其他三价稀土的模型。仅次于铈，它是稀土中含量第二高的稀土。 富含镧的镧系元素化合物已广泛用于FCC催化剂中的裂化反应，尤其是从重质原油生产高辛烷值汽油。

3.富含镧的稀土金属在储氢电池中起着重要作用。 它用于基于磷酸盐（La0.4Ce0.45Tb0.15）PO4的绿色磷光体基于钇-镧-氟化物（YLF）成分的激光晶体中。

4.镧金属是生产用于镍氢电池的储氢合金的重要原料，也可用于生产其他纯稀土金属和特种合金。向钢中添加少量镧可改善其延展性，抗冲击性和延展性。许多泳池产品中都存在少量镧，以去除喂食藻类的磷酸盐。镧金属可以进一步加工成各种形状的锭，块，线，箔，板，棒，盘和粉末。

制备

纯化金属态的镧可以从其纯化的氧化物或其他盐获得。一种这样的方法涉及在钽或钨坩埚中在300℃至400℃下用氯化铵或氟化铵和氢氟酸加热氧化物。随后在氩气或真空中于1,000degC用碱金属或碱土金属还原。典型的反应是：

La2O3 + 6NH4Clrarr2LaCl3 + 6NH3 + 3H2O LaCl3 + 3LirarrLa + 3LiCl

也可以通过在升高的温度下电解无水氯化镧和氯化钠或氯化钾的熔融混合物来生产高纯度镧。

当从矿渣中生产镧时，除上述矿石提取外，所有过程均相同。矿物通过浮选过程被粉碎和浓缩。然后用稀盐酸处理，将稀有金属中的镧和稀土转化为氯化物。在空气中煅烧会生成稀土氧化物。

LaCl3 + 3LirarrLa + 3LiCl

用途

用作钢铁和有色金属的添加剂、贮氢基质材料，制取其他金属的还原剂