镥

镥位于镧系元素的最后一个位置（第17位）中，第19组，原子序数71。镥是所有稀土中最重和最大的分子，同时也是最坚硬和最耐腐蚀的分子。 它为米白色，在正常大气条件下稳定。镥共有59种同位素。 其中只有两个是稳定的：Lu-175，占地球上所有自然丰度的97.41％。 另一类是寿命长的放射性同位素（Lu-176），具有很长的半衰期（4.00×10 + 10年），因此被认为是稳定的：Lu-176对的自然丰度贡献了2.59％。

法国科学家乔治·于尔班（Georges Urbain）、奥地利矿物学家卡尔·奥尔·冯·威尔士巴赫（Carl Auer von Welsbach）男爵以及美国化学家查尔斯·詹姆士（Charles James）于1907年分别独自用不同的分离方法从“镱”中又发现了一个新元素。他们都是在氧化镱矿物中，发现了含有镥的杂质。发现者随即争论谁最早发现镥，不同的命名方案也引起了争议。韦尔斯巴赫把这个元素取名为Cp(Cassiopeium)，尤贝恩根据巴黎的旧名lutece将其命名为Lu(Lutetium)。最终定下的名称是“Lutecium”，取自巴黎的拉丁文名卢泰西亚（Lutetia），后拼法改为“Lutetium”。

镥是地球上最丰富的元素60，在稀土元素的丰富度中排名第15。 它是镧系元素中最稀有的一种。 它存在于独居石砂中（印度，澳大利亚，巴西，南非和佛罗里达），其中含有少量的所有稀土。镥在独居石中的浓度约为0.0001％。 通过离子交换工艺很难将其与其他稀土分离。 在纯金属形式中，很难制备，这使其非常昂贵。

(1)制造某些特殊合金。例如镥铝合金可用于中子活化分析。

(2)稳定的镥核素在石油裂化、烷基化、氢化和聚合反应中起催化作用。

(3)钇铁或钇铝石榴石的添加元素，改善某些性能。

(4)磁泡贮存器的原料。

(5)一种复合功能晶体掺镥四硼酸铝钇钕，属于盐溶液冷却生长晶体的技术领域，实验证明，掺镥NYAB晶体在光学均匀性和激光性能方面均优于NYAB晶体。

(6)经国外有关部门研究发现，镥在电致变色显示和低维分子半导体中具有潜在的用途。此外，镥还用于能源电池技术以及荧光粉的激活剂等。

镥矿物的加工过程如下。矿石压碎之后，与热浓硫酸反应，形成各种稀土元素的水溶硫酸盐。氢氧化钍会沉淀出来，可直接移除。剩余溶液需加入草酸铵，将稀土元素转化为不可溶的草酸盐。经退火后，草酸盐会变为氧化物，再溶于硝酸中。这可移除主要成分铈，因为其氧化物不可溶于硝酸。硝酸铵可将包括镥在内的多个稀土元素以双盐的形态结晶分离出来。离子交换法可以把镥萃取出来。在这一过程中，稀土元素离子吸附在合适的离子交换树脂上，并会与树脂中的氢、铵或者铜离子进行交换。利用适当的配合剂，可将镥单独洗出。要产生镥金属，可以用碱金属或碱土金属对无水LuCl3或LuF3进行还原反应。

2 LuCl3 + 3 Ca → 2 Lu + 3 CaCl2

氟化镥的钙热还原法。冶炼设备为真空感应炉，该设备要能调节控制炉温高达1800℃，控温精度±10℃，炉体真空可达10-5Pa。还原剂钙使用前需要再于799.93Pa的氦分压下蒸馏提纯，并把提纯过的钙保存在充氦的密封干燥箱内，以避免氧化及吸收空气中水分。还原剂金属钙用钙粒或钙屑。氟化物钙热直接还原使用能耐氟化物腐蚀并不与稀土金属作用的钽坩埚，由厚度为0.3～0.4mm钽片氩弧焊接而成。还原的保护气氛使用氩气。将过量10%～15%的金属钙屑或钙粒与氟化镥混匀，装在钽坩埚中压实，盖好盖子，然后放入真空感应炉中开始抽真空至1.3×10－4Pa后，缓慢加热至400～600℃。在深脱气后充入净化的氩气至6×104Pa，继续升温至800～1000℃，炉料开始明显地发生还原反应。然后将温度升至1800℃并保持10～15min，使金属与渣熔化和彼此充分分层分离。当钽坩埚冷却后，将它转移到充有氦气的手套箱中，分离出CaF2渣，从而获得致密的金属锭。氟化物钙热还原法只能得到工业纯的镥金属。一般镥金属的纯度为98%。为了提高还原产品的纯度，需要将熔炼的镥锭作进一步升华提纯。可将镥从钽坩埚升华到接连的钨冷凝器上。升华温度1645℃，冷凝温度850℃。升华速率宜慢1g/h,一周提炼168g。还原产品中钙含量一般为0.2%～0.5%，坩埚杂质钽含量约为0.1%～0.5%。