Ретке земље (РЕЕ): све што треба да знате о новом злату 21. века

У свету који све више зависи од технологије, елементи познати као ретке земље Они су се појавили као кључни минерали, ново „злато“ 21. века, и били су извор сукоба између земаља и биће и даље. Ови елементи су, упркос свом називу, витални, а овде можете сазнати зашто су толико важни и шта су ови РЕЕ елементи (елементи ретке земље).

¿Које су ретке земље?

Тхе ретке земље, на енглеском РЕЕ (Раре-Еартх Елементс), Они су скуп минерала међу којима 15 елемената има у изобиљу у периодном систему, познатом као серија лантанида. Ови елементи су фундаментални за технологије које настоје да смање емисије, потрошњу енергије и побољшају ефикасност, перформансе, брзину, издржљивост и термичку стабилност. Они су такође кључна компонента у технологијама које настоје да учине производе лакшим и мањим. Дакле, основа садашње технологије, отуда и њен значај.

Ово их чини незаменљив и незаменљив у многим електричним, оптичким, магнетним и каталитичким применама, а пошто их нема у изобиљу, то је довело до сукоба, ратова и тензија међу државама, што ћемо касније видети. Па, иако су ретки земљани елементи релативно богати у Земљиној кори, због својих геохемијских својстава, они су обично широко распрострањени. То значи да се не налазе често у концентрацијама које их чине одрживим за рударење. Управо је та оскудица довела до тога да их назову ретким земљама.

између 17 елемената РЕЕ су:

1. скандијум (Сц)
2. итријум (И)
3. Лантан (Тхе)
4. Церијум (Це)
5. празеодимијум (Пр)
6. неодим (Нд)
7. Прометијум (пм)
8. Самаријум (См)
9. европијум (Еу)
10. гадолинијум (Гд)
11. тербијум (Тб)
12. диспрозијум (Ди)
13. холмијум (хо)
14. ербијум (ер)
15. Тулио
16. итербијум (Иб)
17. лутецијум (Лу)

Својства ретких земаља

У погледу својства Од ретких земаља, односно њихових елемената, вреди истаћи:

• Магнетна својства: Неодимијум, диспрозијум и самаријум су цењени због својих магнетних својстава. Могу да складиште велике количине магнетне енергије, што их чини корисним у ветротурбинама, електромоторима, системима за навођење, звучницима и чврстим дисковима итд.
• Луминесцентна својства: Еуропијум, итријум, ербијум и неодимијум имају луминесцентна својства, што значи да емитују светлост када су стимулисани електромагнетним зрачењем. Користе се у ефикасним изворима светлости, дисплејима, појачавању сигнала у оптичким линијама и ласерима.
• електрична својства: Церијум, лантан, неодимијум и празеодимијум се користе у никл-метал хидридним (НиМХ) батеријама због својих електричних својстава. Они обезбеђују батерији већу густину енергије и бољи капацитет задржавања након многих циклуса пражњења и пуњења.
• Каталитичка својства: Церијум и лантан се користе као катализатори хемијских реакција због њихове електронске структуре. Они су у изобиљу и јефтинији од других ретких земаља, што их чини примарним избором за каталитичке примене.

Историја

Ретке земље су присутне од формирања Земље, међутим, Тек у 18. веку их је открио поручник шведске војске Карл Аксел Аренијус.. А изолација елемената ових земаља је још новија, неки би стигли тек у 20. веку.

Током 160 година открића (1787-1947), Одвајање и пречишћавање ретких земљаних елемената био је тежак и дуготрајан процес. Многи научници су цео свој живот посветили добијању ових чистих елемената. Коначно, пошто је откривено да су ретки земни елементи фисиони атома уранијума, Комисија за атомску енергију САД уложила је велике напоре у развој нових метода раздвајања. Године 1947. објављени су резултати који показују да процеси јонске размене нуде бољи начин за одвајање реткоземних елемената да би се произвели коришћени елементи.

Ретки земни елементи, осим скандијума, тежи су од гвожђа и производе их нуклеосинтеза супернова или с-процесом у звездама џиновске асимптотске гране. У природи, спонтана фисија уранијума-238 производи мале количине радиоактивног прометијума, али већина прометијума се производи синтетички у нуклеарним реакторима.

Светске резерве ретких земаља

Тхе најважније резерве ретких земаља У свету се налазе у следећим земљама:

• Кина: Има највеће резерве на свету, са око 44 милиона тона. Поред тога, највећи је произвођач ретких земаља.
• Вијетнам: У њему се налазе огромне резерве ретких земаља, посебно дуж северозападне границе са Кином и дуж источне обале, од 22 милиона тона.
• Бразил и Русија: Обе земље имају резерве од 21 МТ.
• Индија: има резерве од 6,9 милиона тона.
• Аустралија: има резерве од 4,2 милиона тона.
• САД: Његове резерве износе 2,3 милиона тона.
• Гренланд: Израчунато је око 1,5МТ.

Важно је напоменути да, иако неке земље имају велике резерве, њихова производња може бити мала из различитих разлога...

А Европа?

У Европи су резерве ретких земаља оскудне, и углавном се налазе на следећим местима:

• Шведска: Верује се да има највећу резерву ретких земаља у Европи. Шведска државна рударска компанија ЛКАБ идентификовала је налазиште у близини града Кируна, на северу земље, које садржи више од милион тона ретких земаља.
• Финској и Португалу: У овим земљама су такође идентификована места експлоатације.

У вези са Шпанијом, познато је да резерве ретких земаља постоје, иако нису детаљно истражене. На пример, истичу се Кампо де Монтијел (Сјудад Реал), Монте Галињеиро (Понтеведра), а у последње време се много прича о морском дну у поређењу са стварима на Канарским острвима. Нека од ових места још нису експлоатисана, а резерве које постоје нису познате.У случају резервата Галиција, његова експлоатација је одбијена из еколошких разлога, а у случају Канарских острва Мароко одржава тензије да преузме ове експлоатације...

Обрада и одвајање

Ретке земље се добијају углавном путем индустријски отворени коп., у неким случајевима се производња ретких земаља јавља као нуспроизвод рударења гвожђа. Минерали који садрже ретке земље јављају се као оксиди, тако да се морају прерадити да би се добили елементи:

1. Вађење ретких земаља се дешава у отвореним рудницима, уз помоћ детонација и тешке машинерије.
2. Након екстракције, минерал се дроби или меље ради правилне обраде.
3. За раздвајање руде у оксиде могу се користити методе лужења, преципитације и кристализације.
4. Физичко-хемијским методама врши се пречишћавање оксида ретких земаља у металима различитог степена чистоће.
5. Легирање ретких земних метала хемијским процесима.
6. Трансформација легура ретких земаља у компоненте које се користе у комерцијалним применама.

Врсте ретких земаља

Пре свега, мора се рећи да постоје лаке ретке земље и тешке ретке земље. Лаки, или ЛРЕЕ, су бројнији и састоје се од лантана, церијума, празеодимијума, неодимијума, прометијума, самаријума, европијума и скандијума. У случају тешких, или ХРЕЕ, они обично нису тако обилни и имају концентрације гадолинијума, тербијума, диспрозијума, холмијума, ербијума, тулијума, итербијума, лутецијума и итријума.

апликације

Коначно, важно је знати које су потенцијалне апликације ретких земаља да бисмо разумели њихов тренутни значај:

• Катализатори и магнети: Глобално, већина реткоземних елемената се користи за катализаторе и магнете високих перформанси (неодимијум), као и за стварање специјалних керамичких материјала, стакла и за полирање. На пример, церијум и лантан су важни катализатори и користе се у преради нафте и као адитиви за дизел. С друге стране, када говоримо о магнетима, не мислимо само на конвенционалне магнете, већ се они користе за апликације као што су електрични мотори у хибридним и електричним возилима, генератори у неким ветротурбинама, чврсти дискови, преносива електроника, микрофони и звучнике.
• Производња легура и производња горивих ћелија и никл-метал хидридних батерија: Церијум, лантан и неодимијум су важни у производњи легура и у производњи горивих ћелија и никл-метал хидридних батерија.
• Елецтроницс: Церијум, галијум и неодимијум су важни у електроници и користе се у производњи ЛЦД и плазма дисплеја, оптичких влакана и ласера, као и у медицинском снимању.
• Медицинска примена, ђубрива и третман воде: Користе се као трагачи у медицинској примени, ђубривима и у третману воде.
• Пољопривреда: користе се у пољопривреди за повећање раста биљака, продуктивности и отпорности на стрес очигледно без негативних ефеката на исхрану људи и животиња. Поред тога, ретки земни елементи су адитиви сточној храни, што је довело до повећања производње, као што су веће животиње и повећана производња јаја и млечних производа.
• више: Употреба је веома широка, на пример, могу се користити и за датирање фосила, пошто се концентрације ретких земаља у стенама само споро мењају геохемијским процесима, што их чини корисним за датирање. Други примери су:
  • Скандијум се користи за прављење светла високог интензитета и као средство за праћење за рафинерије нафте.
  • Итријум се може додати у мноштво металних легура да би се побољшала њихова својства.
  • Лантан се користи као катализатор крекирања нафте и као адитив за прављење нодуларног ливеног гвожђа.
  • Церијум се може користити у разним индустријама, од катализатора за смањење загађења, до издувних гасова возила, за производе за чишћење и пигменте.
  • Празеодимијум се може легирати са другим металима за стварање магнета за електронске уређаје, али и као катализатор.
  • Неодимијум се широко користи за производњу веома моћних магнета, са применама као што је у индустрији електромотора, иако се користи и за камере, оптику са ласерима итд.
  • Прометијум се користи од мерача дебљине као бета извор, такође као пулсна батерија, може се претворити у преносиви извор рендгенских зрака итд.
  • Самаријум се такође користи за производњу трајних магнета велике снаге, за специјална сочива и материјала који апсорбују неутроне за нуклеарне реакторе.
  • Еуропијум је најреактивнији од ретких земних метала и није уобичајен у практичним применама.
  • Гадолинијум се користи у медицини, за снимање магнетном резонанцом, као и у микроталасним пећницама, телевизорима у боји, појачалима и професионалним аудио системима.
  • Тербијум се користи за фалсификовање одређених компоненти, за прављење електронских уређаја итд.
  • Диспрозијум се користи у магнетним легурама на бази неодимијума како би биле отпорније на демагнетизацију на високим температурама. Такође се користи у халогеним лампама са пражњењем.
  • Холмијум за електронске уређаје, плазма екране, живине лампе итд.
  • Хербијум који се користи за легуре, електронска појачала, ласере итд.
  • Тулиј се користи за рендгенске јединице, ласере високог домета, керамичко-магнетне материјале итд.
  • Итербијум, уобичајен у металуршкој индустрији за легуре са гвожђем и челиком, катализаторе, ласере и оптичка влакна. Такође у нуклеарној медицини за лечење одређених болести и радиотерапију.
  • Лутецијум, који се користи као катализатор у крекингу угљоводоника у петрохемијској индустрији, терапији рака итд.

Као што видите, фундаментално за електронску индустрију, посебно за производњу керамичких кондензатора да ћете их наћи у многим ПЦБ-има...