稀土金属铈之应用概况
2011-12-19 13:37:52   来源：微迷   评论：0   点击：

一、稀土金属铈之应用概况

目前全球相当关注17种稀土金属的资源供需与应用，主要因为稀土金属作为功能性元素广泛应用于各个产业，具有举足轻重之地位，其中铈(Ce)除了作为研磨材料之添加物之外，也应用于触媒、萤光剂、玻璃、钢铁等领域，需求与日遽增。日本是大宗使用金属铈之国家，2009年进口氧化铈3,193吨、铈化合物3,653吨，90%从中国大陆进口，因而大受中国稀土金属出口限制之影响。氧化铈研磨材料是镜头、三稜镜等光学玻璃研磨不可或缺的材料，广泛应用于LCD、半导体、IT产业、自动车产业等，支撑着高科技产业的发展，随着资源问题与原料调度风险等议题不断延烧，铈之减量使用与替代技术开发迫在眉睫。

表1 日本氧化铈之需求预测(2005-2015)

（单位：t）

资料来源：矢野经济研究所

二、稀土金属铈之日本政策

如前面所提，日本是大宗使用金属铈之国家，受到资源受限中国与金属价格高居不下影响，日本开始思考如何有效利用稀土金属，避免产业发展受到他国牵制，日本政策可从以下两个面相来看：

(1) 国家计划

日本独立行政法人 新能源．产业技术总合开发机构（简称：NEDO）于2009年开始执行铈(Ce)、铕(Eu)等减量、替代技术的开发计画，关于研磨材料的专题有2件，萤光剂的主题有1件，其中研磨材料的铈减量由日本三重县产业支援中心及立命馆大学等进行专题研究，专题一为精密研磨应用之铈减量技术开发，主要分解研磨结构，进行既有磨石与新规格替代磨石之设计与开发，藉由控制磨石提高研磨效率，进而减少铈之使用量；专题二为4BODY研磨技术开发，主要是开发无机与有机替代磨石、媒介颗粒、新规格研发垫以及完全不用颗粒之化学性研磨技术，希望达到减量替代之目的。

(2) 其他稀土金属铈于研磨材料之减量、替代技术

除了上述NEDO的计画之外，日本还有其他关于稀土金属铈之减量使用与替代的开发。最早以日本三重县产业支援中心(AMIC)为主，共有大学、研究机构、厂商等八个单位共同参与，其中，Japan Fine Ceramics Center(JFCC)以替代CeO2研磨材料为目的探索新材料并解析CeO2之研磨结构，在此研究中发现CeO2研磨中含有磨石颗粒结晶的不纯物，CeO2粒子表面与内部晶格缺陷会大大影响研磨速度。研磨剂中原本包含30%的镧（La），增加镧的成分可以提升研磨效率，钇(Y)跟钆(Gd)也有相同的特性，让镧（La）固态溶解于CeO2中，氧气流失，Ce原子容易由四价变成三价，因而提升研磨特性。

三、小结

稀土金属铈佔稀土金属资源约50%，是稀土类之中存量最多的元素。由于作为研磨剂、触媒、萤光剂、玻璃及钢铁之添加材料，应用领域相当广泛，其优越的材料特性致使需求量越来越多，尤其玻璃研磨剂对氧化铈之需求佔一半以上，受到中国资源保护政策与出口限制等影响，供应风险亦趋显着，可想而知减量、替代、回收技术的开发更形重要，日本有鑑于此，于2009年开始启动相关计画，也随着新技术的开发，预期2014年-2015年的铈使用量会慢慢减少，技术开发走势值得持续关注。