Dalam dunia yang semakin bergantung kepada teknologi, unsur-unsur yang dikenali sebagai nadir bumi Mereka telah muncul sebagai mineral penting, "emas" baru abad ke-21, dan telah menjadi sumber konflik antara negara, dan akan terus menjadi. Unsur-unsur ini, walaupun namanya, adalah penting, dan di sini anda boleh mengetahui sebab ia sangat penting, dan apakah unsur REE (Unsur Bumi Nadir) ini.
¿Apakah tanah yang jarang ditemui?
yang nadir bumi, dalam bahasa Inggeris REE (Rare-Earth Elements), Ia adalah satu set mineral di mana 15 unsur banyak terdapat dalam jadual berkala, yang dikenali sebagai siri lantanida. Unsur-unsur ini adalah asas untuk teknologi yang berusaha untuk mengurangkan pelepasan, penggunaan tenaga dan meningkatkan kecekapan, prestasi, kelajuan, ketahanan dan kestabilan haba. Mereka juga merupakan komponen utama dalam teknologi yang berusaha untuk menjadikan produk lebih ringan dan lebih kecil. Oleh itu, asas teknologi semasa, maka kepentingannya.
Ini menjadikan mereka amat diperlukan dan tidak boleh diganti dalam banyak aplikasi elektrik, optik, magnet dan pemangkin, dan kerana ia tidak banyak, ini telah menyebabkan konflik, peperangan, dan ketegangan antara negara, seperti yang akan kita lihat nanti. Nah, walaupun unsur nadir bumi agak banyak terdapat di kerak bumi, kerana sifat geokimianya, ia biasanya tersebar secara meluas. Ini bermakna bahawa mereka tidak sering dijumpai dalam kepekatan yang menjadikannya berdaya maju untuk perlombongan. Kekurangan inilah yang menyebabkan mereka dipanggil nadir bumi.
Antara 17 unsur tersebut daripada REE ialah:
- Scandium (Sc)
- Yttrium (Y)
- Lanthanum (The)
- Cerium (Ce)
- Praseodymium (Pr)
- Neodymium (Nd)
- Promethium (Pm)
- Samarium (Sm)
- Europium (Eu)
- Gadolinium (Gd)
- Terbium (Tb)
- Dysprosium (Dy)
- Holmium (Ho)
- Erbium (Er)
- Tulio
- Ytterbium (Yb)
- Lutetium (Lu)
Sifat nadir bumi
Mengenai sifat Daripada nadir bumi, atau lebih tepatnya unsur-unsurnya, ia patut diserlahkan:
- Sifat magnetik: Neodymium, dysprosium dan samarium dinilai untuk sifat magnetnya. Mereka boleh menyimpan sejumlah besar tenaga magnet, menjadikannya berguna dalam turbin angin, motor elektrik, sistem panduan, pembesar suara dan pemacu keras, dsb.
- Sifat bercahaya: Europium, yttrium, erbium dan neodymium mempunyai sifat bercahaya, bermakna ia mengeluarkan cahaya apabila dirangsang oleh sinaran elektromagnet. Ia digunakan dalam sumber cahaya yang cekap, paparan, penguatan isyarat dalam talian gentian optik dan laser.
- sifat elektrik: Serium, lanthanum, neodymium dan praseodymium digunakan dalam bateri nikel-logam hidrida (NiMH) kerana sifat elektriknya. Mereka menyediakan bateri dengan ketumpatan tenaga yang lebih tinggi dan kapasiti pengekalan yang lebih baik selepas banyak kitaran nyahcas-cas semula.
- Sifat pemangkin: Serium dan lanthanum digunakan sebagai pemangkin untuk tindak balas kimia kerana struktur elektroniknya. Ia lebih banyak dan lebih murah daripada nadir bumi lain, menjadikannya pilihan utama untuk aplikasi pemangkin.
sejarah
Nadir bumi telah wujud sejak pembentukan Bumi, namun, Mereka tidak ditemui sehingga abad ke-18 oleh leftenan tentera Sweden Carl Axel Arrhenius.. Dan pengasingan unsur-unsur tanah ini lebih baru, ada yang tidak akan tiba sehingga abad ke-20.
Sepanjang 160 tahun penemuan (1787-1947), the Pengasingan dan penulenan unsur nadir bumi adalah proses yang sukar dan panjang. Ramai saintis mendedikasikan seluruh hidup mereka untuk mendapatkan unsur-unsur tulen ini. Akhirnya, kerana unsur-unsur nadir bumi didapati sebagai hasil pembelahan atom uranium, Suruhanjaya Tenaga Atom A.S. berusaha keras untuk membangunkan kaedah pengasingan baharu. Pada tahun 1947, keputusan telah diterbitkan menunjukkan bahawa proses pertukaran ion menawarkan cara yang lebih baik untuk memisahkan unsur nadir bumi untuk menghasilkan unsur yang digunakan.
Unsur nadir bumi, kecuali skandium, adalah lebih berat daripada besi dan dihasilkan oleh nukleosintesis supernova atau oleh proses s dalam bintang daripada cawangan gergasi asimptotik. Secara semula jadi, pembelahan spontan uranium-238 menghasilkan sejumlah kecil prometium radioaktif, tetapi kebanyakan prometium dihasilkan secara sintetik dalam reaktor nuklear.
Rizab dunia nadir bumi
yang rizab nadir bumi yang paling penting Di dunia mereka ditemui di negara-negara berikut:
- China: Ia mempunyai rizab terbesar di dunia, dengan kira-kira 44 juta tan. Di samping itu, ia adalah pengeluar terbesar nadir bumi.
- Vietnam: Ia adalah rumah kepada rizab nadir bumi yang besar, terutamanya di sepanjang sempadan barat laut dengan China dan di sepanjang pantai timur, pada 22 juta tan.
- Brazil dan Rusia: Kedua-dua negara mempunyai rizab sebanyak 21MT.
- India: mempunyai rizab sebanyak 6,9 juta tan.
- Australia: mempunyai rizab sebanyak 4,2 juta tan.
- Amerika Syarikat: Rizabnya berjumlah 2,3 juta tan.
- Greenland: Ia dikira sekitar 1,5MT.
Adalah penting untuk menyebut bahawa, walaupun sesetengah negara mempunyai rizab yang besar, pengeluaran mereka mungkin rendah kerana pelbagai sebab...
Dan Eropah?
Di Eropah, rizab nadir bumi adalah terhad, dan terdapat terutamanya di tempat-tempat berikut:
- Sweden: Ia dipercayai mempunyai rizab nadir bumi terbesar di Eropah. LKAB syarikat perlombongan kerajaan Sweden telah mengenal pasti deposit berhampiran bandar Kiruna, di utara negara itu, yang mengandungi lebih daripada satu juta tan nadir bumi.
- Finland dan Portugal: Tapak eksploitasi juga telah dikenal pasti di negara-negara ini.
Berkenaan Sepanyol, rizab nadir bumi diketahui wujud, walaupun belum disiasat dengan teliti. Sebagai contoh, Campo de Montiel (Ciudad Real), Monte Galiñeiro (Pontevedra) menyerlah, dan baru-baru ini terdapat banyak perbincangan mengenai dasar laut berbanding dengan perkara di Kepulauan Canary. Beberapa tempat ini masih belum dieksploitasi, dan rizab yang wujud tidak diketahui. Dalam kes rizab Galicia, eksploitasinya ditolak atas sebab alam sekitar, dan dalam kes Kepulauan Canary, Maghribi mengekalkan ketegangan untuk mengambil alih eksploitasi ini.…
Pemprosesan dan pemisahan
Nadir bumi diperoleh terutamanya melalui perlombongan lubang terbuka industri., dalam beberapa kes pengeluaran nadir bumi berlaku sebagai hasil sampingan perlombongan besi. Mineral yang mengandungi nadir bumi berlaku sebagai oksida, jadi ia mesti diproses untuk mendapatkan unsur:
- Pengekstrakan nadir bumi berlaku di lombong terbuka, menggunakan letupan dan jentera berat.
- Selepas pengekstrakan, mineral dihancurkan atau dikisar untuk pemprosesan yang betul.
- Untuk memisahkan bijih kepada oksida, kaedah larut lesap, pemendakan dan penghabluran boleh digunakan.
- Menggunakan kaedah fizikal-kimia, penapisan oksida nadir bumi dalam logam dengan tahap ketulenan yang berbeza dijalankan.
- Pengaloian logam nadir bumi melalui proses kimia.
- Transformasi aloi nadir bumi kepada komponen yang digunakan dalam aplikasi komersial.
Jenis-jenis nadir bumi
Pertama sekali, mesti dikatakan bahawa ada nadir bumi ringan dan nadir bumi berat. Yang ringan, atau LREE, lebih banyak, dan terdiri daripada lanthanum, serium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium dan skandium. Dalam kes yang berat, atau HREE, ia biasanya tidak begitu banyak, dan mempunyai kepekatan gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium dan yttrium.
aplikasi
Akhirnya, adalah penting untuk mengetahui apakah aplikasi yang berpotensi nadir bumi untuk memahami kepentingan semasa mereka:
- Pemangkin dan magnet: Di peringkat global, kebanyakan unsur nadir bumi digunakan untuk pemangkin dan magnet berprestasi tinggi (neodymium), serta penciptaan bahan seramik khas, cermin mata dan untuk menggilap. Sebagai contoh, serium dan lanthanum adalah pemangkin penting, dan digunakan dalam penapisan minyak dan sebagai bahan tambahan diesel. Sebaliknya, apabila kita bercakap tentang magnet, kita bukan sahaja merujuk kepada magnet konvensional, tetapi ini digunakan untuk aplikasi seperti motor elektrik dalam kenderaan hibrid dan elektrik, penjana dalam beberapa turbin angin, pemacu keras, elektronik mudah alih, mikrofon dan pembesar suara.
- Pengilangan aloi dan pengeluaran sel bahan api dan bateri hidrida nikel-logam: Serium, lanthanum dan neodymium adalah penting dalam pembuatan aloi dan dalam pengeluaran sel bahan api dan bateri hidrida nikel-logam.
- Elektronik: Serium, galium dan neodymium adalah penting dalam elektronik dan digunakan dalam pengeluaran paparan LCD dan plasma, gentian optik dan laser, dan dalam pengimejan perubatan.
- Aplikasi perubatan, baja dan rawatan air: Ia digunakan sebagai pengesan dalam aplikasi perubatan, baja dan dalam rawatan air.
- Pertanian: telah digunakan dalam pertanian untuk meningkatkan pertumbuhan tumbuhan, produktiviti dan ketahanan terhadap tekanan nampaknya tanpa kesan negatif untuk penggunaan manusia dan haiwan. Selain itu, unsur nadir bumi adalah bahan tambahan kepada makanan ternakan, yang telah menghasilkan peningkatan pengeluaran, seperti haiwan yang lebih besar dan peningkatan pengeluaran telur dan produk tenusu.
- lebih: Penggunaannya sangat luas, contohnya, ia juga boleh digunakan untuk fosil pentarikhan, kerana kepekatan nadir bumi dalam batuan hanya berubah secara perlahan oleh proses geokimia, dan ini menjadikannya berguna untuk pentarikhan. Contoh lain ialah:
- Scandium digunakan untuk membuat lampu berintensiti tinggi dan sebagai agen pengesan untuk penapisan minyak.
- Yttrium boleh ditambah kepada pelbagai aloi logam untuk memperbaiki sifatnya.
- Lanthanum digunakan sebagai pemangkin retak petroleum dan sebagai bahan tambahan untuk membuat besi tuang nodular.
- Cerium boleh digunakan dalam pelbagai industri, daripada pemangkin untuk mengurangkan pencemaran, kepada ekzos kenderaan, untuk produk pembersihan dan pigmen.
- Praseodymium boleh dialoi dengan logam lain untuk mencipta magnet untuk peranti elektronik, tetapi juga sebagai pemangkin.
- Neodymium digunakan secara meluas untuk membuat magnet yang sangat berkuasa, dengan aplikasi seperti dalam industri motor elektrik, walaupun ia juga digunakan untuk kamera, optik dengan laser, dll.
- Promethium digunakan oleh tolok ketebalan sebagai sumber beta, juga sebagai bateri nadi, ia boleh ditukar menjadi sumber sinar-X mudah alih, dsb.
- Samarium juga digunakan untuk mengeluarkan magnet kekal berkuasa tinggi, untuk kanta khas, dan bahan penyerap neutron untuk reaktor nuklear.
- Europium adalah logam nadir bumi yang paling reaktif, dan tidak biasa dalam aplikasi praktikal.
- Gadolinium digunakan dalam perubatan, untuk pengimejan resonans magnetik, serta dalam gelombang mikro, televisyen berwarna, penguat dan sistem audio profesional.
- Terbium digunakan untuk mencampurkan komponen tertentu, untuk membuat peranti elektronik, dsb.
- Dysprosium digunakan dalam aloi magnet berasaskan neodymium untuk menjadikannya lebih tahan terhadap penyahmagnetan pada suhu tinggi. Ia juga digunakan dalam lampu nyahcas halida.
- Holmium untuk peranti elektronik, skrin plasma, lampu merkuri, dsb.
- Herbium digunakan untuk aloi, penguat elektronik, laser, dll.
- Thulium digunakan untuk unit sinar-X, laser jarak tinggi, bahan magnet seramik, dsb.
- Ytterbium, biasa dalam industri metalurgi untuk aloi dengan besi dan keluli, pemangkin, laser dan gentian optik. Juga dalam perubatan nuklear untuk merawat penyakit tertentu dan radioterapi.
- Lutetium, digunakan sebagai pemangkin dalam keretakan hidrokarbon dalam industri petrokimia, terapi kanser, dll.
Seperti yang anda lihat, asas untuk industri elektronik, terutamanya untuk mengeluarkan kapasitor seramik bahawa anda akan menemuinya dalam banyak PCB…