稀土元素中的“镨通人”



【材料+】说：

稀土元素于新能源、新材料等高科技发展不可或缺，在航天航空、国防军工等领域尤其具有广泛的应用价值。现代战争结果表明，稀土武器主导战局，稀土技术优势代表着军事技术优势，拥有资源则有保障。因此，稀土也成为世界各大经济体争夺的战略资源，稀土等关键原材料战略往往上升至国家战略。欧日美等国家地区针对稀土等关键材料更为重视，2008年，稀土材料被美国能源部列为“关键材料战略”；2010年初，欧盟宣布建立稀土战略储备；2007年日本文部科学省、经产省就已经提出了“元素战略计划”，“稀有金属替代材料”计划，他们在资源储备、技术进步、资源获取、替代材料寻求等方面采取了持续的措施和政策。从这篇开始，小编将分别详细的为大家介绍一下这些稀土元素的重要甚至可以说是不可或缺的历史发展使命和作用。

镨在化学元素周期表中位居镧系元素的第三位，在地壳中的丰度为9.5ppm，仅低于铈、钇、镧、钪，是稀土中第五大富存元素.但正如他的名字一样，镨是个朴素无华，个性似乎不太突出的稀土家族成员。

物理性质

镨是柔软的，银色的，可延展的金属；它比铕，镧，铈或钕在空气中的抗腐蚀性要好一些。镨会产生一种绿色氧化物涂层，当暴露在空气中时会被剥落，使更多的金属暴露而氧化 ，一厘米大小的Pr样品可以在一年内完全氧化。因此，镨通常储存在轻质矿物油下或密封在玻璃中。与在低温下显示反铁磁性和/或铁磁性的其他稀土金属相反，Pr在高于1K的任何温度下都是顺磁性的。

化学性质

镨金属在空气中缓慢地褪色，并在150℃下容易燃烧，形成氧化镨（III，Ⅳ）：

12 Pr + 11 O2 → 2 Pr6O11

镨是电化学非常活跃的金属，并可以与冷水缓慢反应，但在热水中可快速反应形成氢氧化镨：

2 Pr (s) + 6 H2O (l) → 2 Pr(OH)3 (aq) + 3 H2 (g)

镨金属与所有卤素反应：

2 Pr (s) + 3 F2 (g) → 2 PrF3 (s) [绿]

2 Pr (s) + 3 Cl2 (g) → 2 PrCl3 (s) [绿]

2 Pr (s) + 3 Br2 (g) → 2 PrBr3 (s) [绿]

2 Pr (s) + 3 I2 (g) → 2 PrI3 (s)

镨在稀硫酸中容易溶解，形成含有Pr（III）离子的溶液，其以[Pr（OH）2] 9+配合物存在：

2 Pr (s) + 3 H2SO4 (aq) → 2 Pr3+(aq) + 3 SO2−4 (aq) + 3 H2 (g)

化合物

在镨的化合物中，镨以氧化态+2，+3和/或+4存在。镨（IV）是强氧化剂，瞬间将水氧化成元素氧（O 2）或盐酸至元素氯。因此，在水溶液中，仅能遇到+3氧化态。镨（III）盐是黄绿色的，在溶液中，在可见区域呈现相当简单的吸收光谱，主要是在589-590nm黄色-橙色的带（与钠排放双峰重合）和在444,468和482nm的蓝色/紫色的带。这些位置与固体离子略有不同：通过在空气中分解草酸盐或碳酸盐等盐的氧化镨基本上是黑色的（有棕色或绿色的一点），并且含有+ 3和+4镨，有些可变的比例，这取决于形成条件，形成氧化镨的公式通常为Pr6O11。

同位素

自然界中镨只有一种稳定同位素， 141-Pr。 但有38种放射性同位素，其中比较稳定的有143-Pr，半衰期为13.57 天； 142-Pr，半衰期为19.12小时。 其他的放射性同位素的半衰期都超不过5.985 小时，大部分的半衰期少于33秒。镨还有6个亚稳态，比较稳定的是138m-Pr (t½ 2.12小时)， 142m-Pr (t½ 14.6分) 和134m-Pr (t½ 11 分)。镨的同位素原子量从120.955 u (121-Pr)到 158.955 u (159-Pr)。稳定同位素 141-Pr如果放出β射线，会俘获电子。主要放射产物为铈的同位素铈58和钕的同位素钕60。

历史

镨的名称 praseodymium 来源于希腊语词prasios(绿色)和didymos(成对的)。在稀土元素的发现史上，镨和钕是同时被发现的。1841年，那位曾经发现了镧的瑞典化学家莫桑德尔(C.G. Mosander)从“镧土”中发现了新“元素”，性质与镧非常相似，将其定名“迪迪姆”（Didymium，希腊语为“双胞胎”的意思），但它不是单一元素，而是镨钕化合物。又过了40多年，那位曾经发明了钍铈汽灯纱罩的奥地利人韦尔斯巴赫（C.F.Auer Von Welsbach），也正是在发明汽灯纱罩的1885年，成功地将“镨钕”这对“连体双胞胎”实施了分离手术，从中分离出绿色的镨盐和玫瑰色的钕盐，确定它们是两种新元素。一个取名为“镨”（Praseodymium），来自希腊字prason，意思是绿色化合物，因为镨盐水溶液会呈现出鲜艳的葱绿色；另一个元素则取名为“钕”（Neodymium）。这对“连体双胞胎”的成功分离，使他们从此可以各自施展才华。

Leo Moser（莫斯玻璃工厂的创始人之一，现在是捷克共和国波希米亚的Karlovy Vary的创始人，不要与数学家Leo Moser混淆），调查了20世纪20年代后期在玻璃着色中使用镨的情况，结果是得到了一个名为“Prasemit”的黄绿色玻璃。但是，在20世纪20年代后期，有一种可以实现类似的颜色的着色剂，其成本仅为镨成本的一小部分，但是由于颜色不受欢迎，所以制作量少，现存的使用例子也比较少见。Moser还将镨与钕混合以产生“Heliolite”玻璃（“Heliolit”在德国），这就被更广泛地接受。今天继续使用的纯化镨的商业用途是陶瓷的黄橙色着色剂，“镨黄”（Praseodymium Yellow），其是硅酸锆（锆石）晶格中的镨固溶体。这种着色剂没有绿色的显示。反而相比之下，在足够高的载荷下，镨玻璃是明显的绿色，而不是纯黄色。

使用经典的分离方法，镨总是难以被分离出来。比从其分离的镧和钕（已经通过氧化还原化学除去的铈长得多）的量少的多的镨最终分散在大量的馏分中，并且所得到的纯化材料的产率较低。镨在历史上一直是稀土，其供应已经超过了需求。这偶尔会导致其比更丰富的钕被更廉价地提供。不想如此，许多镨已经作为与镧和铈的混合物销售，或者“LCP”代表每种成分的首字母，由廉价的氟碳铈矿和独居石制备的，用于替代传统镧系元素混合物。LCP是所需的钕后的后的剩余的混合物，并且通过溶剂萃取已经除去了所有更重，更稀有和更有价值的镧系元素。然而，随着技术的进步，已经发现镨可以被掺入到钕铁硼磁体中，从而增加了需求量的大量供应。因此，LC开始取代LCP。

镨元素的基本信息

矿 产 资 源	工业矿物：	主要产地
混合性（氟碳铈＋独居石）	中国内蒙古自治区包头白云鄂博矿山
氟碳铈矿（Bastnaesite） CeLaFCO3（轻稀土）	美国芒廷帕斯矿山（加利福尼亚）
中国四川冕宁、山东微山
独居石（Monazite ） （CeLaTh）PO4（轻稀土）	澳大利亚韦尔德山、东西海岸海滨沙矿
印度西南海滨沙、中国广东和台湾海滨沙
稀土磷灰石	俄罗斯科拉半岛
铈铌钙钛矿	俄罗斯托姆托尔碳酸岩风化壳稀土矿床
离子型矿(中钇富铕)	中国江西寻乌、广东平远
配分 Pr %	包头混合型矿	四川氟碳铈矿	中钇富铕离子型矿	广东南山海独居石
5—6	4—5	6—8	5—6
应用领域	金属、合金	钢铁与有色金属改性剂、永磁材料
混合氧化物	石油裂化催化剂、农用稀土、助染助鞣
单一氧化物	陶瓷和玻璃着色剂、光纤、抛光粉、塑料颜料、
有机化合物	化工催化剂、稳定剂和改性剂；饲料添加剂

由于镧系元素相似，镨可替代大多数其他镧系元素而不会明显损失功能，实际上许多应用，如混合金属和铁合金都包含几种镧系元素，包括少量镨的可变混合物。 以下更现代的应用涉及镨，或在镧系元素的一小部分中至少有镨：

金属镨的应用：

金属镨的生产在我国稀土金属发展史上已有40 多年的历史。在1985 年以前其应用较少，但在1985 年以来其应用范围不断扩大，用量增加较快，特别是含Pr 的RE 用量发展迅速。目前Pr 在稀土永磁，储氢材料，有色金属，钢和铁及发火合金等领域不断获得了应用，用量逐年增加。

在稀土永磁中的应用

稀土永磁材料是当今最热门的稀土应用领域。镨单独用作永磁材料性能并不突出，但他却是一个能改善磁性能的优秀协同元素。无论是第一代稀土永磁材料钐钴永磁合金（SmCo5），还是第三代稀土永磁材料钕铁硼（Nd2Fe17B），加入适量的镨都能有效地提高和改善永磁材料性能。

在钐钴型永磁（SmCo5）中加入Pr 后可改进其性能。如以20%的Pr 代替Sm ，构成（80%Sm,20%Pr）Co5 磁体后，可使SmCo5 的最大磁能积（BH）m 由256JK/m3 提高到272JK/m3。

用Pr，Fe 和B 为原料，使用铸造法生产的Pr2Fe14B（镨铁硼磁体）永磁体，可提高磁体的矫顽力和最大的磁能积，还可增加饱和磁化强度Ms 的数值。使以Pr2Fe14B 为主相的永磁体磁性能更加完善。

在烧结NdFeB 和粘结NdFeB 中加入适量的Pr后，其磁性能也不错，还解决了Nd 的不足和价格高的问题。一般在烧结NdFeB 加入Pr15%左右代替部分Nd 量，构成了（Nd85%,Pr15%）FeB 型永磁体，在生产实践和磁体应用中已有较好的效果。

磁性材料对镨质量要求较高，至少应达到钕的同等质量。加入镨还能提高磁体抗氧化性能（耐空气腐蚀）和机械性能，已被广泛应用于各类电子器件和马达上。另外，在钐铁氮新型稀土粘结永磁材料(Sm)2Fe17N9中加Pr也能改善性能，这将进一步扩大镨的应用。因此，随着镨在永磁材料的应用发展，镨的用量和价格不断攀升，已成为稀土产品中的“新宠”。

在储氢材料中的应用

主要是以含Pr 的RE 在储氢材料中的应用。目前有两种RE 型：一种是高镧（La）的RE，其含La86%、Ce5.5%和Pr8.5%的RE。另一种是高铈（Ce）的RE，其含Ce63%、La31%和Pr6%的RE。这两种RE均可制成性能优良的储氢材料。目前,我国一般制成AB5 型的储氢材料为最多。目前RE(Ni，Co，Mn，Al)5 主要用于镍氢电池的负极材料；氢提纯、储存和运输；蓄热和制冷等领域。它们的应用日益广泛，效果很好。特别是该材料作为镍氢电池（Ni/MH）的负极材料，在我国发展十分迅速，用量激增。

在有色金属及其合金中的应用

在有色金属及其合金加入Pr 或含Pr 的RE（Pr 约8.5%）后，主要作用是防止偏析，去除杂质，以改善金相组织等，从而使金属及合金的机械性能，加工性能和物理性能更为完善和更可利用。

在铸造铝合金系（如Al-Si 合金） 中加入Pr0.08～0.35%后，可提高强度和延伸率。

在Al 中加入0.15%RE 后制成Al-RE，可净化Al 中的O2（生成RE2O3）和S（生成RES），减少气孔率，提高了耐热性、可塑性及锻压性，提高了硬度、强度和韧性。以Al-RE 制成的高导电的电缆，成品率提高3～5%，电阻率降低3%。

在Fe-Cr-Al 电热合金中加入RE0.3%（含Pr6～8%）后，提高了合金抗氧化性能,且使用温度高达1350～1400℃。由FeCrAlRE 制成的电热合金丝，其机械性能稳定，加工性能较好，在高温下使用寿命长。

在Zn-Al 中加入RE 0.1～1.0%(含Pr8%),用作镀层后被腐蚀面更均匀，且镀层更薄，改善Zn层的均匀性。Zn-Al-RE 合金已用作金属管、丝和钢板等的优良镀层，效果极好。

在Cu 及其合金中加入Pr 后(Cu 中生成PrCu2,PrCu5,PrCu6 等化合物)，对Cu 起着除杂质的净化作用，改善夹杂物形态和细化晶粒作用，使Cu 及其合金的机械性、高温塑性、加工性、耐蚀性和高温抗氧化性等更优良。

在Mg-Zr 合金中加入RE2～3%（其中RE2.5%，Zn2.5%,Zr0.4%余量Mg）后，这种合金可用做于飞机引擎、火箭、导弹和人造卫星等的材料。

在发火合金中的应用

目前用RE（含Pr6～7%）制成的发火合金分为民用和军用两种，且用途效果较好。民用发火合金是由RE75～80%,Fe15～18%和少量的Mg，Zn,Cu,Al 等制成的，其发火率≥85%。主要用于打火机引火石和各种玩具的发火火石等。此外，还用于工业汽灯，焊接点火器及火炬点火器等。军用发火合金是采用RE60～80%(含Pr6～8%),Fe20～40% 和少量的Al,Ca,Si 和C 等制成的，主要用于制造子弹，炮弹和炸弹的引芯及点火装置等。

在钢和铁中的应用

我国将稀土金属加入于钢和铁中改善其性能已有几十年的历史。其加入技术和设备较为成熟可行，并获得了大批的多品种的稀土钢及稀土铸铁，其技术和经济效果较好。

将RE（含Pr6～8%）制成棒或通过加入器引入钢液或铁液内即可达到目的。在钢中加入0.03～0.1%RE 后，可改变钢中的杂物形态及分布。已知加入RE0.25%，可明显提高耐腐蚀性。如用于管材的10MnNbRE 稀土处理钢可提高低温韧性。用于汽车材料的16MnRE 钢可改善冷弯和冲压性能。

在ZG35 铸钢中加入RE 后对O2 和S 具有明显的净化作用，使O2 由9.5×10-5 降至3.9×10-5（因生成了RE2O3），S 从0.05%下降至0.007%（因生成RES），夹杂物减少，提高钢液流动性能和其它性能。

在特殊钢中（如齿轮钢，工具钢，弹簧钢和高速钢等）加入RE 后，可净化钢液，提高断裂韧性、高温强度、硬度和耐磨性。对氢致裂纹和损伤具有抑制作用。

在铁中加入RE（含Pr6～8%）可起到净化铁水及球化铁的作用（稀土球化剂残留量为不小于0.01%）。用稀土硅铁（RESiFe）合金或稀土硅铁镁（RESiFeMg）可作为铁的球化剂用。

在Fe 中加入RE 后，可使铁中的片状石墨变为球化石墨而构成为球墨铸铁，并可消除反球化剂的Pb，Ti 和Al 等，保证了球墨铸铁的性能。

在铸铁中加入10%RE（含Pr6～8%）的稀土硅铁镁合金（RESiFeMg）后，具有比钢性能更好的技术参数。

镨的氧化物和混合物的应用

镨的氧化物在瓷釉上的应用

镨黄色釉

引用稀土氧化物在特定的工艺和基釉配方的条件下可获得鲜艳的彩色瓷釉。用氧化镨、氧化锆、石英、钼酸钠和氯化钠按照一定的配比，在1150℃左右温度下烧成，粉碎，制成镨钼黄色素。将这种色素磨加在半透明的釉中（不超过5%）。按照普通的喷涂方法加工浴盆，静850℃烧成获得蒲黄浴盆。具有烧成幅度宽、色彩新颖、稳定、晶莹润泽、色调纯正的特点、普化物在制备色釉时的化学反应如下：

Pr4+作为着色剂进入ZrSiO4晶格。

镨钒蓝色釉

该色釉由镨黄与钒蓝色按照不同比例（不超过5%）制备，制造工艺与镨黄相同。同样具有上述优点。

镨铈红

如所用CeF3中含有10%Pr6O11，将获得一种红色稀土色素，即称镨铈红。当CeO2：Pr6O11=5:1时，加入10%NaCl，并在1300~1320℃灼烧，可使镨铈红亚瑟加深。

镨的氧化物作为玻璃着色剂

稀土元素具有十分复杂的电子能级，是颜色玻璃优异的着色剂。稀土着色的玻璃色调清晰明亮，无灰色调。镨的着色应用分为单一镨氧化物着色和与其他稀土混合氧化物着色。

单一氧化物着色（氧化镨）

利用镨离子在可见光谱区440~590nm的强烈吸收可使玻璃着成黄绿色。镨离子在玻璃中以两种价态（Pr4+，Pr3+）同时存在。镨离子着色玻璃的色泽明亮，一般的彩饰和艺术玻璃由于着色较浅，镨很少单独引入。在选择含镨化合物原料时，Pr6O11含量不低于90%，其中Nd2O3不超过10%，可取代纯氧化镨而获得绿宝石玻璃。

混合氧化物着色

纯稀土氧化物由于原料价格比较昂贵，且着色能力较小，引用剂量大，因此其开发应用受到一定的限制。为此，人们开发了混合稀土（富集物）与过度金属氧化物组合着色，以扩大稀土在玻璃工业中的应用价值。

单一的富集物（如镨钕富集物）着色玻璃的颜色呈灰紫色，色调单调。但如与过度金属氧化物组合着色，可以获得一系列新颖的合成色调。稀土玻璃引入其它着色离子不仅可变化色调。而且仍保持了钕玻璃特有的双色效应，尤其Nd2O3与Pr6O11、V2O5、CuO、CeO2、Se及其化合物混合着色具有特殊的效果。混合稀土所用原料为镨钕富集物、碳酸钕、碳酸镨、碳酸铈、氢氧化铈、铈精矿以及氯化铈。稀土原料引用量：镨钕富集物为3%~5%；碳酸镨1.5%~5%；铈精矿以及碳酸铈以CeO2计算2%~4%。其它过渡金属氧化物引入量：CuO0.03%~0.48%，MnO20.5%~2%，CoO0.001%~0.01%，NiO0.001%~0.01%。

混合稀土与过渡金属氧化物组合着色有以下的特点：

①混合镨钕与过渡金属离子组合着色在一定量的范围内保持了钕玻璃特有的双色效应，当混合镨钕（镨钕富集物）的引入量至5%时，MnO2不超过2%，NiO不超过0.1%；而当其引入量至3%时，MnO2不超过1%，NiO不超过0.05%，CoO不超过0.01%。

②碳酸镨引入量5%时玻璃呈黄绿色，1.5%时只有淡的颜色。与CuO、CoO、NiO组合可获得由黄绿到翠绿一系列不同色调的颜色。引入少量CuO（0.03%~0.05%）加深镨玻璃颜色，因此可以减少含镨原料的用量。

应用稀土元素与过渡金属氧化物的组合，可仿制各种色调的天然宝石及制造高档的艺术玻璃制品。

镨的氟化物

镨的氟化物加入到棒芯中，使弧光强度提高到10倍，同时弧光颜色由浅黄色变为接近日光色。这种碳弧灯用作探照灯以及彩色电影摄像和放映。

目前关于光存储和释放的实验研究多数都集中在原子气体里，为了将这一技术在实际中有所应用，在固体材料里进行相关的研究具有更大的应用价值。固体材料明显的优点是良好的紧密型、高的原子密度、没有原子运动。然而多数的固体材料有大的非均匀加宽和快的退相干速率，这些都限制了原子相干效应在固体材料里的实现。稀土离子掺杂的固体材料具有光学烧孔的特性，其光谱结构不同于一般的固体材料。例如，Pr:YSO晶体有窄的光谱结构和长的自旋相干时间，非常适合用来进行原子相干效应的实验演示。国际上的研究者们已经在Pr:YSO晶体中进行了相关效应的实验演示，例如:电磁感应光透明、量子开关、光速减慢、光存储和受激拉曼绝热过程等。

掺镨光纤放大器（Praseodymium Doped Fiber Amplifer，PDFA）工作波长为1300nm，用的泵浦光源是波长为1017nm的激光器。

早期主要研究的是掺镨氟化物光纤放大器，1997年，Vincent Morin and Edourard Taufflieb用波长1030nm的掺镱光纤激光器做泵浦源，在掺镨氟化物光纤放大器中获得大于+20dBm的输出功率。1998年日本三菱电气在掺镨的In/Ga基质氟化物光纤中，用1010nmLD获得输出功率为42mW的信号，噪声系数低于8dB。近年来重点关注硫（卤）系玻璃作为基质的掺镨光纤放大器，在1.332um附近获得30dB的信号增益。

2000年之后荷兰的埃因霍温大学的R.C.Schimmel，R.J.W.Jonker，and H.de Waardt等人对掺镨光纤放大器进行了相关研究，模拟和实验测试了光纤的长度、泵浦功率、泵浦方式等都对信号增益的影响，在10Gbit/s的情况下实验得到了偏振极化小于0.2dB等结果。

基于铟的氟化物玻璃的量子效率是基于锆的氟化物玻璃的两倍，热稳定性、耐潮性与ZrF4氟化物玻璃相同。在一个单模光纤8通路WDM传输实验（总长240Km）中用两个PDFFA作线路放大，功率损耗不到2dB，PDFFA是1.3m系统最有希望实用化的光放大器。

镨的稀土混合物用于研磨和抛光材料

镨还可用于研磨和抛光材料。众所周知，纯铈基抛光粉通常为淡黄色，是光学玻璃的优质抛光材料，已取代抛光效率低又污染生产环境的氧化铁红粉。但人们发现，氧化钕对抛光作用不大，但镨却有良好的抛光性能。含镨的稀土抛光粉会呈红褐色，也被称作“红粉”，但这种红不是氧化铁红，而是由于含有氧化镨使稀土抛光粉颜色变深。镨还被用新型磨削材料，制成含镨刚玉砂轮。与白刚玉相比，在磨削碳素结构钢、不锈钢、高温合金时，效率和耐用性可提高30%以上。为了降低成本，过去多用镨钕富集物为原料，故称镨钕刚玉砂轮。

镨的混合氧化物作为制冷机吸附剂

吸附式制冷是一种无运动部件的长寿命制冷方式，已经成为未来航天飞行器中可能极为重要的制冷技术。美国JPL实验室已经把它作为一种重要低温制冷机来研究开发，并取得了一定成效。其中二级80K 的氧化物-氧气的化学吸附压缩机，是以镨铈氧化物（Pr1-mCemOx,PCO）为吸附剂，以氧气为制冷剂的吸附，吸附/解吸完全可逆。PCO是氧化镨和氧化铈两种固溶体的混合物，用于从空气中靠化学吸附提取氧气。这一技术突破给吸附制冷开辟了一条新的途径。PCO是在80K制冷的。

Pr3 +离子荧光粉中的活化剂。

荧光粉是在一定激发条件下能发光的无机粉末材料，这些材料是粉末晶体。在人类文明史中荧光粉起着至关重要的作用，特别是在信息时代的今天，荧光粉已成为人们日常生活中不可或缺的材料。而白光荧光粉是指能被一种激发光源所激发(可见光或紫外光)而发射白光的荧光粉。荧光粉的组成包括母体材料(基质材料)，活化剂(激活剂)，辅助激活剂和助熔剂等。荧光粉多为无机化合物，是由阳离子和阴离子组合而成的特定化合物。一般阳离子或者阴离子都必须不具光学活性。阳离子须具有饱和外电子层结构。阴离子也须是化学惰性或者具有活化剂功能。活化剂的电子层结构为nd10(n+1)S2或半充满轨域nd5，其离子半径与主体阳离子半径需相近，半径相差太多将造成晶格扭曲。主要是Eu2+，Ce3+。

辅助激活剂主要用来协助能量传递以提高发光特性。厦门科明达的Y3Al5O12∶Ce，Pr，Dy荧光粉中Pr3+和Dy3+吸收发光能量，同时转移给Ce3+活化中心，从而提高发光效率。而且Pr在荧光粉材料中一般只能作为辅助激活剂，而不做活化剂。

镨的化合物在石油化工领域用作催化剂

经研究发现稀土催化剂不仅对丁二烯聚合定向效应高，而且也能使异戊二烯聚合成高顺式聚合物。在丁二烯和异戊二烯共聚合时，共聚物中两种单体单元的微观结构也都是高顺式的。这是合成橡胶常用钛、钴、镍等催化剂做不到的，是稀土催化的特有的优点。用于双烯烃聚合的稀土催化剂，根据其组成，可分为二元和三元体系。其中稀土三元体系是由卤素和其它集团形成的三价稀土化合物同烷基铝组成的，如Ln(OR)nCl3-n或LnCpCl2同烷基铝组成的催化体系，根据不同稀土元素的活性，钕和镨铈活性最高的，也是应用最广泛的。

镨的化合物用于农业和饲料

镨用于农业的主要是硝酸盐复合产品，即硝酸稀土。稀土可促进作物种子发芽、出苗，可改善光合器官形态，提高光合能力，促进根系生长发育和对营养物质的吸收，提高作物抗逆性，增加作物产量和提高品质。

农用稀土是以水溶性稀土化合物为主体的复合产品， 在低浓度时对植物生长发育有促进作

用，而高浓度时会产生抑制作用，因此，稀土的使用剂量与浓度成为影响使用效果的主要因素之一。 通常果树、林木需要量相对多些，蔬菜次之，粮食作物需要量少。 一般情况下，每亩施用量在15-100g之间，较适宜浓度在0.01%-0.05%之间，最高浓度不超过0.1%。 一般常用方法有浸种、拌种和喷施。 大豆拌种，用稀土1g拌种子0.5kg，或在苗期及始花期以0.03%浓度喷施。 玉米可用0.08%的浓度浸种，或用稀土3g拌种子1kg加水20kg。

硝酸稀土喷施后头一两周生长情况变化不大，从第三周起，作物生长开始明显变化，主要是作物的长势、颜色与不施稀土比较有明显差异。 施用时期一般选择作物各生长阶段的开始期喷施（如苗期、分蘖期、花期、幼果期等）要根据作物生长情况，分期施用。 喷施次数一般掌握在2-3次。稀土不是肥料，不能代替氮、磷、钾化肥或微量元素肥料。 但可以与氮、磷、钾肥或微量元素肥料及农药配合施用。

此外，在饲养家禽时，在饲料中也会混入一些含镨化合物的稀土饲料，来增加家禽的重量，提高家禽的产品的产量，并提高饲料的转化率。

总之，稀土镨虽然在各方面的应用上表现的中规中矩，不是很突出，但是也是必不可少的。

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