प्रौद्योगिकी पर बढ़ती निर्भरता वाली दुनिया में, दुर्लभ पृथ्वी के रूप में जाने जाने वाले तत्व वे महत्वपूर्ण खनिजों, 21वीं सदी के नए "सोने" के रूप में उभरे हैं, और देशों के बीच संघर्ष का एक स्रोत रहे हैं, और बने रहेंगे। ये तत्व, अपने नाम के बावजूद, महत्वपूर्ण हैं, और यहां आप सीख सकते हैं कि वे इतने महत्वपूर्ण क्यों हैं, और ये आरईई तत्व (दुर्लभ पृथ्वी तत्व) क्या हैं।
¿दुर्लभ भूमि कौन सी हैं?
लास दुर्लभ पृथ्वी, अंग्रेजी में REE (दुर्लभ-पृथ्वी तत्व), वे खनिजों का एक समूह हैं जिनमें से 15 तत्व आवर्त सारणी में प्रचुर मात्रा में हैं, जिन्हें लैंथेनाइड श्रृंखला के रूप में जाना जाता है। ये तत्व उन प्रौद्योगिकियों के लिए मौलिक हैं जो उत्सर्जन, ऊर्जा खपत को कम करने और दक्षता, प्रदर्शन, गति, स्थायित्व और थर्मल स्थिरता में सुधार करना चाहते हैं। वे उन प्रौद्योगिकियों में भी एक प्रमुख घटक हैं जो उत्पादों को हल्का और छोटा बनाना चाहते हैं। इसलिए, वर्तमान प्रौद्योगिकी का आधार, इसलिए इसका महत्व है।
यह उन्हें बनाता है कई विद्युत, ऑप्टिकल, चुंबकीय और उत्प्रेरक अनुप्रयोगों में अपरिहार्य और अपूरणीय, और चूँकि वे प्रचुर मात्रा में नहीं हैं, इससे देशों के बीच संघर्ष, युद्ध और तनाव पैदा हो गया है, जैसा कि हम बाद में देखेंगे। खैर, यद्यपि दुर्लभ पृथ्वी तत्व पृथ्वी की पपड़ी में अपेक्षाकृत प्रचुर मात्रा में हैं, उनके भू-रासायनिक गुणों के कारण, वे आमतौर पर व्यापक रूप से फैले हुए हैं। इसका मतलब यह है कि वे अक्सर उस सांद्रता में नहीं पाए जाते हैं जो उन्हें खनन के लिए व्यवहार्य बनाती है। यह वास्तव में कमी ही है जिसके कारण उन्हें दुर्लभ पृथ्वी कहा जाने लगा।
के बीच 17 तत्व आरईई में से हैं:
- स्कैंडियम (एससी)
- येट्रियम (वाई)
- लैंथेनम (द)
- सेरियम (सीई)
- प्रेसियोडीमियम (पीआर)
- नियोडिमियम (एनडी)
- प्रोमेथियम (पीएम)
- समैरियम (एस.एम.)
- यूरोपियम (ईयू)
- गैडोलीनियम (जीडी)
- टर्बियम (टीबी)
- डिस्प्रोसियम (उप)
- होल्मियम (हो)
- अर्बियम (एर)
- Tulio
- येटेरबियम (Yb)
- लुटेटियम (लू)
दुर्लभ पृथ्वी गुण
के बारे में गुण दुर्लभ पृथ्वी, या बल्कि उनके तत्वों में से, यह उजागर करने लायक है:
- चुंबकीय गुण: नियोडिमियम, डिस्प्रोसियम और समैरियम को उनके चुंबकीय गुणों के लिए महत्व दिया जाता है। वे बड़ी मात्रा में चुंबकीय ऊर्जा संग्रहीत कर सकते हैं, जिससे वे पवन टरबाइन, इलेक्ट्रिक मोटर, मार्गदर्शन प्रणाली, स्पीकर और हार्ड ड्राइव आदि में उपयोगी हो जाते हैं।
- दीप्तिमान गुण: यूरोपियम, यट्रियम, एर्बियम और नियोडिमियम में ल्यूमिनसेंट गुण होते हैं, जिसका अर्थ है कि वे विद्युत चुम्बकीय विकिरण द्वारा उत्तेजित होने पर प्रकाश उत्सर्जित करते हैं। इनका उपयोग कुशल प्रकाश स्रोतों, डिस्प्ले, फाइबर ऑप्टिक लाइनों और लेजर में सिग्नल प्रवर्धन में किया जाता है।
- विद्युत गुण: सेरियम, लैंथेनम, नियोडिमियम और प्रेसियोडिमियम का उपयोग उनके विद्युत गुणों के कारण निकल-मेटल हाइड्राइड (एनआईएमएच) बैटरी में किया जाता है। वे कई डिस्चार्ज-रिचार्ज चक्रों के बाद बैटरी को उच्च ऊर्जा घनत्व और बेहतर धारण क्षमता प्रदान करते हैं।
- उत्प्रेरक गुण: सेरियम और लैंथेनम का उपयोग उनकी इलेक्ट्रॉनिक संरचना के कारण रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है। वे अन्य दुर्लभ मृदाओं की तुलना में अधिक प्रचुर मात्रा में और सस्ते हैं, जो उन्हें उत्प्रेरक अनुप्रयोगों के लिए प्राथमिक विकल्प बनाता है।
इतिहास
हालाँकि, दुर्लभ पृथ्वीयाँ पृथ्वी के निर्माण के बाद से ही मौजूद हैं। 18वीं शताब्दी तक स्वीडिश सेना के लेफ्टिनेंट कार्ल एक्सल अरहेनियस द्वारा उनकी खोज नहीं की गई थी।. और इन भूमियों के तत्वों का अलगाव और भी हाल ही में हुआ है, कुछ 20वीं शताब्दी तक नहीं आएंगे।
खोज के 160 वर्षों (1787-1947) के दौरान दुर्लभ पृथ्वी तत्वों का पृथक्करण और शुद्धिकरण एक कठिन और लंबी प्रक्रिया थी. कई वैज्ञानिकों ने इन शुद्ध तत्वों को प्राप्त करने के लिए अपना पूरा जीवन समर्पित कर दिया। अंततः, क्योंकि दुर्लभ पृथ्वी तत्व यूरेनियम परमाणु के विखंडन उत्पाद पाए गए, अमेरिकी परमाणु ऊर्जा आयोग ने नई पृथक्करण विधियों को विकसित करने में काफी प्रयास किया। 1947 में, परिणाम प्रकाशित किए गए थे जिसमें दिखाया गया था कि आयन विनिमय प्रक्रियाओं ने उपयोग किए गए तत्वों का उत्पादन करने के लिए दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को अलग करने का एक बेहतर तरीका पेश किया था।
स्कैंडियम को छोड़कर दुर्लभ पृथ्वी तत्व लोहे से भारी होते हैं और इनके द्वारा निर्मित होते हैं सुपरनोवा के न्यूक्लियोसिंथेसिस या तारों में एस-प्रक्रिया द्वारा विशाल स्पर्शोन्मुख शाखा की। प्रकृति में, यूरेनियम-238 के स्वतःस्फूर्त विखंडन से थोड़ी मात्रा में रेडियोधर्मी प्रोमेथियम उत्पन्न होता है, लेकिन अधिकांश प्रोमेथियम परमाणु रिएक्टरों में कृत्रिम रूप से निर्मित होता है।
दुर्लभ पृथ्वी के विश्व भंडार
लास दुर्लभ पृथ्वी के सबसे महत्वपूर्ण भंडार विश्व में ये निम्नलिखित देशों में पाए जाते हैं:
- चीन: इसमें लगभग 44 मिलियन टन के साथ दुनिया का सबसे बड़ा भंडार है। इसके अलावा, यह दुर्लभ पृथ्वी का सबसे बड़ा उत्पादक है।
- वियतनाम: यह दुर्लभ पृथ्वी के विशाल भंडार का घर है, विशेष रूप से चीन के साथ उत्तर-पश्चिमी सीमा पर और पूर्वी तट पर, 22 मिलियन टन।
- ब्राज़ील और रूस: दोनों देशों के पास 21MT का भंडार है।
- इंडिया: 6,9 मिलियन टन का भंडार है।
- ऑस्ट्रेलिया: 4,2 मिलियन टन का भंडार है।
- अमेरिका: इसका भंडार 2,3 मिलियन टन है।
- ग्रीनलैंड: इसकी गणना 1,5MT के आसपास की जाती है।
यह उल्लेख करना महत्वपूर्ण है कि, हालांकि कुछ देशों के पास बड़े भंडार हैं, विभिन्न कारणों से उनका उत्पादन कम हो सकता है...
और यूरोप?
यूरोप में, दुर्लभ पृथ्वी भंडार दुर्लभ हैं, और मुख्य रूप से निम्नलिखित स्थानों पर पाए जाते हैं:
- स्वीडन: ऐसा माना जाता है कि इसमें यूरोप में दुर्लभ पृथ्वी का सबसे बड़ा भंडार है। स्वीडिश राज्य संचालित खनन कंपनी एलकेएबी ने देश के उत्तर में किरुना शहर के पास एक भंडार की पहचान की है, जिसमें दस लाख टन से अधिक दुर्लभ पृथ्वी है।
- फ़िनलैंड और पुर्तगाल: इन देशों में शोषण स्थलों की भी पहचान की गई है।
स्पेन के बारे में, दुर्लभ पृथ्वी भंडार मौजूद होने के लिए जाना जाता है, हालांकि उनकी पूरी तरह से जांच नहीं की गई है। उदाहरण के लिए, कैंपो डी मोंटिएल (स्यूदाद रियल), मोंटे गैलिनेइरो (पोंटेवेद्रा) बाहर खड़े हैं, और हाल ही में कैनरी द्वीप समूह की चीजों की तुलना में समुद्र तल के बारे में बहुत चर्चा हुई है। इनमें से कुछ स्थानों का अभी तक दोहन नहीं किया गया है, और जो भंडार मौजूद हैं वे ज्ञात नहीं हैं। गैलिशियन रिजर्व के मामले में, इसके दोहन को पर्यावरणीय कारणों से अस्वीकार कर दिया गया था, और कैनरी द्वीप समूह के मामले में, मोरक्को ने कब्ज़ा करने के लिए तनाव बनाए रखा है ये शोषण...
प्रसंस्करण एवं पृथक्करण
दुर्लभ मृदाएँ मुख्यतः किसके द्वारा प्राप्त की जाती हैं? औद्योगिक खुले गड्ढे खनन., कुछ मामलों में दुर्लभ पृथ्वी का उत्पादन लौह खनन के उपोत्पाद के रूप में होता है। दुर्लभ पृथ्वी वाले खनिज ऑक्साइड के रूप में पाए जाते हैं, इसलिए तत्वों को प्राप्त करने के लिए उन्हें संसाधित किया जाना चाहिए:
- दुर्लभ पृथ्वी का निष्कर्षण खुली खदानों में विस्फोट और भारी मशीनरी का उपयोग करके होता है।
- निष्कर्षण के बाद, उचित प्रसंस्करण के लिए खनिज को कुचल दिया जाता है या पीस लिया जाता है।
- अयस्क को ऑक्साइड में अलग करने के लिए निक्षालन, अवक्षेपण और क्रिस्टलीकरण विधियों का उपयोग किया जा सकता है।
- भौतिक-रासायनिक विधियों का उपयोग करके, शुद्धता के विभिन्न स्तरों के साथ धातुओं में दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड का शोधन किया जाता है।
- रासायनिक प्रक्रियाओं के माध्यम से दुर्लभ पृथ्वी धातुओं का मिश्रधातु बनाना।
- वाणिज्यिक अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले घटकों में दुर्लभ पृथ्वी मिश्र धातुओं का परिवर्तन।
दुर्लभ पृथ्वी के प्रकार
सबसे पहले, यह कहा जाना चाहिए कि वहाँ हैं हल्की दुर्लभ पृथ्वी और भारी दुर्लभ पृथ्वी. प्रकाश वाले, या एलआरईई, अधिक प्रचुर मात्रा में हैं, और लैंथेनम, सेरियम, प्रेसियोडिमियम, नियोडिमियम, प्रोमेथियम, समैरियम, यूरोपियम और स्कैंडियम से बने हैं। भारी या एचआरईई के मामले में, वे आम तौर पर इतने प्रचुर मात्रा में नहीं होते हैं, और उनमें गैडोलीनियम, टर्बियम, डिस्प्रोसियम, होल्मियम, एर्बियम, थ्यूलियम, येटरबियम, ल्यूटेटियम और येट्रियम की सांद्रता होती है।
अनुप्रयोगों
आख़िरकार, यह जानना ज़रूरी है संभावित अनुप्रयोग क्या हैं दुर्लभ पृथ्वी के वर्तमान महत्व को समझने के लिए:
- उत्प्रेरक और चुम्बक: विश्व स्तर पर, अधिकांश दुर्लभ पृथ्वी तत्वों का उपयोग उच्च-प्रदर्शन उत्प्रेरक और मैग्नेट (नियोडिमियम) के साथ-साथ विशेष सिरेमिक सामग्री, ग्लास के निर्माण और पॉलिशिंग के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, सेरियम और लैंथेनम महत्वपूर्ण उत्प्रेरक हैं, और इनका उपयोग तेल शोधन और डीजल योजक के रूप में किया जाता है। दूसरी ओर, जब हम चुम्बकों के बारे में बात करते हैं, तो हम न केवल पारंपरिक चुम्बकों का उल्लेख कर रहे हैं, बल्कि इनका उपयोग हाइब्रिड और इलेक्ट्रिक वाहनों में इलेक्ट्रिक मोटर, कुछ पवन टरबाइनों में जनरेटर, हार्ड ड्राइव, पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स, माइक्रोफोन और जैसे अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है। वक्ता.
- मिश्र धातु विनिर्माण और ईंधन कोशिकाओं और निकेल-मेटल हाइड्राइड बैटरियों का उत्पादन: सेरियम, लैंथेनम और नियोडिमियम मिश्र धातुओं के निर्माण और ईंधन कोशिकाओं और निकल-मेटल हाइड्राइड बैटरी के उत्पादन में महत्वपूर्ण हैं।
- इलेक्ट्रानिक्स: सेरियम, गैलियम और नियोडिमियम इलेक्ट्रॉनिक्स में महत्वपूर्ण हैं और इनका उपयोग एलसीडी और प्लाज्मा डिस्प्ले, फाइबर ऑप्टिक्स और लेजर के उत्पादन और मेडिकल इमेजिंग में किया जाता है।
- चिकित्सा अनुप्रयोग, उर्वरक और जल उपचार: इनका उपयोग चिकित्सा अनुप्रयोगों, उर्वरकों और जल उपचार में ट्रेसर के रूप में किया जाता है।
- कृषि: मानव और पशु उपभोग पर नकारात्मक प्रभाव डाले बिना पौधों की वृद्धि, उत्पादकता और तनाव के प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए कृषि में उपयोग किया गया है। इसके अतिरिक्त, दुर्लभ पृथ्वी तत्व पशुधन के चारे में योजक हैं, जिसके परिणामस्वरूप उत्पादन में वृद्धि हुई है, जैसे कि बड़े जानवरों और अंडे और डेयरी उत्पादों के उत्पादन में वृद्धि हुई है।
- अधिक: उपयोग बहुत व्यापक हैं, उदाहरण के लिए, इनका उपयोग जीवाश्मों की डेटिंग के लिए भी किया जा सकता है, क्योंकि चट्टानों में दुर्लभ पृथ्वी की सांद्रता केवल भू-रासायनिक प्रक्रियाओं द्वारा धीरे-धीरे बदलती है, और यह उन्हें डेटिंग के लिए उपयोगी बनाती है। अन्य उदाहरण हैं:
- स्कैंडियम का उपयोग उच्च तीव्रता वाली रोशनी बनाने और तेल रिफाइनरियों के लिए ट्रैकिंग एजेंट के रूप में किया जाता है।
- अनेक धातु मिश्रधातुओं के गुणों को बेहतर बनाने के लिए उनमें येट्रियम मिलाया जा सकता है।
- लैंथेनम का उपयोग पेट्रोलियम क्रैकिंग उत्प्रेरक के रूप में और गांठदार कच्चा लोहा बनाने के लिए एक योजक के रूप में किया जाता है।
- सेरियम का उपयोग विभिन्न उद्योगों में किया जा सकता है, उत्प्रेरक से लेकर प्रदूषण कम करने के लिए, वाहन निकास तक, सफाई उत्पादों और रंगद्रव्य के लिए।
- इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए मैग्नेट बनाने के लिए प्रेजोडायमियम को अन्य धातुओं के साथ मिश्रित किया जा सकता है, लेकिन उत्प्रेरक के रूप में भी।
- नियोडिमियम का उपयोग व्यापक रूप से बहुत शक्तिशाली मैग्नेट बनाने के लिए किया जाता है, जैसे कि इलेक्ट्रिक मोटर उद्योग में, हालांकि इसका उपयोग कैमरे, लेजर के साथ ऑप्टिक्स आदि के लिए भी किया जाता है।
- प्रोमेथियम का उपयोग मोटाई गेज द्वारा बीटा स्रोत के रूप में किया जाता है, पल्स बैटरी के रूप में भी, इसे पोर्टेबल एक्स-रे स्रोत आदि में परिवर्तित किया जा सकता है।
- समैरियम का उपयोग विशेष लेंस के लिए उच्च शक्ति वाले स्थायी चुंबक और परमाणु रिएक्टरों के लिए न्यूट्रॉन-अवशोषित सामग्री के निर्माण के लिए भी किया जाता है।
- यूरोपियम दुर्लभ पृथ्वी धातुओं में सबसे अधिक प्रतिक्रियाशील है, और व्यावहारिक अनुप्रयोगों में आम नहीं है।
- गैडोलीनियम का उपयोग चिकित्सा में, चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग के साथ-साथ माइक्रोवेव, रंगीन टेलीविजन, एम्पलीफायर और पेशेवर ऑडियो सिस्टम में किया जाता है।
- टर्बियम का उपयोग कुछ घटकों में मिलावट करने, इलेक्ट्रॉनिक उपकरण बनाने आदि के लिए किया जाता है।
- डिस्प्रोसियम का उपयोग नियोडिमियम-आधारित चुंबक मिश्र धातुओं में किया जाता है ताकि उन्हें उच्च तापमान पर विचुंबकीकरण के प्रति अधिक प्रतिरोधी बनाया जा सके। इसका उपयोग हैलाइड डिस्चार्ज लैंप में भी किया जाता है।
- इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों, प्लाज्मा स्क्रीन, पारा लैंप आदि के लिए होल्मियम।
- हर्बियम का उपयोग मिश्रधातुओं, इलेक्ट्रॉनिक एम्पलीफायरों, लेजर आदि के लिए किया जाता है।
- थ्यूलियम का उपयोग एक्स-रे इकाइयों, उच्च-श्रेणी के लेजर, सिरेमिक-चुंबकीय सामग्री आदि के लिए किया जाता है।
- येटरबियम, लौह और इस्पात, उत्प्रेरक, लेजर और फाइबर ऑप्टिक्स के साथ मिश्र धातुओं के लिए धातुकर्म उद्योग में आम है। कुछ बीमारियों और रेडियोथेरेपी के इलाज के लिए परमाणु चिकित्सा में भी।
- ल्यूटेटियम, पेट्रोकेमिकल उद्योग, कैंसर चिकित्सा आदि में हाइड्रोकार्बन के टूटने में उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किया जाता है।
जैसा कि आप देख सकते हैं, विशेष रूप से इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग के लिए मौलिक सिरेमिक कैपेसिटर बनाने के लिए कि आप उन्हें कई पीसीबी में पाएंगे...