الاستخدامات الرئيسية للمعادن الأرضية النادرة

حالياً،الأرض النادرةتُستخدم العناصر بشكل أساسي في مجالين رئيسيين: التقليدية والتكنولوجيا الفائقة. في التطبيقات التقليدية، وبسبب النشاط العالي للمعادن الأرضية النادرة، يمكنها تنقية معادن أخرى وتستخدم على نطاق واسع في صناعة المعادن. يمكن أن تؤدي إضافة أكاسيد الأتربة النادرة إلى صهر الفولاذ إلى إزالة الشوائب مثل الزرنيخ والأنتيمون والبزموت وما إلى ذلك. يمكن استخدام سبائك الفولاذ عالية القوة المنخفضة المصنوعة من أكاسيد الأتربة النادرة لتصنيع مكونات السيارات، ويمكن ضغطها في ألواح فولاذية وأنابيب فولاذية مستخدمة. لتصنيع خطوط أنابيب النفط والغاز.

تتمتع العناصر الأرضية النادرة بنشاط تحفيزي فائق وتستخدم كعوامل تكسير تحفيزية لتكسير البترول في صناعة البترول لتحسين إنتاج الزيت الخفيف. تُستخدم الأتربة النادرة أيضًا كمنقيات تحفيزية لعوادم السيارات، ومجففات الطلاء، ومثبتات الحرارة البلاستيكية، وفي تصنيع المنتجات الكيميائية مثل المطاط الصناعي، والصوف الاصطناعي، والنايلون. من خلال الاستفادة من النشاط الكيميائي ووظيفة التلوين الأيوني للعناصر الأرضية النادرة، يتم استخدامها في صناعات الزجاج والسيراميك لتوضيح الزجاج وتلميعه والصباغة وإزالة اللون وأصباغ السيراميك. ولأول مرة في الصين، تم استخدام العناصر الأرضية النادرة في الزراعة كعناصر نزرة في الأسمدة المركبة المتعددة، مما يعزز الإنتاج الزراعي. في التطبيقات التقليدية، يتم استخدام العناصر الأرضية النادرة لمجموعة السيريوم في الغالب، وهو ما يمثل حوالي 90٪ من إجمالي استهلاكالأرض النادرةعناصر.

في تطبيقات التكنولوجيا العالية، وذلك بسبب الهيكل الإلكتروني الفريد من نوعهالأتربة النادرة,تولد مستويات الطاقة المختلفة للتحولات الإلكترونية أطيافًا خاصة. أكاسيدالإيتريوم, تيربيوم، واليوروبيومتُستخدم على نطاق واسع كفوسفورات حمراء في أجهزة التلفاز الملونة، وأنظمة العرض المختلفة، وفي تصنيع ثلاثة مساحيق مصابيح الفلورسنت ذات الألوان الأساسية. إن استخدام الخصائص المغناطيسية الخاصة للأتربة النادرة لتصنيع العديد من المغناطيسات الدائمة الفائقة، مثل المغناطيس الدائم من كوبالت السماريوم والمغناطيس الدائم من حديد النيوديميوم والبورون، له آفاق تطبيق واسعة في مختلف مجالات التكنولوجيا الفائقة مثل المحركات الكهربائية، وأجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي النووي، وماجليف. القطارات، وغيرها من الإلكترونيات الضوئية. يستخدم زجاج اللانثانم على نطاق واسع كمادة لمختلف العدسات والعدسات والألياف البصرية. يستخدم زجاج السيريوم كمادة مقاومة للإشعاع. يعتبر زجاج النيوديميوم وعقيق الألومنيوم والإيتريوم وبلورات المركبات الأرضية النادرة من المواد الشفقية المهمة.

في الصناعة الإلكترونية، السيراميك المختلفة مع إضافةأكسيد النيوديميوم,أكسيد اللانثانم، وأكسيد الإيتريومتستخدم كمواد مكثفة مختلفة. تُستخدم المعادن الأرضية النادرة في تصنيع بطاريات النيكل والهيدروجين القابلة لإعادة الشحن. وفي صناعة الطاقة الذرية، يستخدم أكسيد الإيتريوم لتصنيع قضبان التحكم للمفاعلات النووية. تُستخدم السبائك خفيفة الوزن والمقاومة للحرارة والمصنوعة من العناصر الأرضية النادرة لمجموعة السيريوم والألومنيوم والمغنيسيوم في صناعة الطيران لتصنيع مكونات الطائرات والمركبات الفضائية والصواريخ والصواريخ وغيرها. تُستخدم الأتربة النادرة أيضًا في المواد فائقة التوصيل والتقبُّض المغناطيسي، لكن هذا الجانب لا يزال في مرحلة البحث والتطوير.

معايير الجودة لالمعادن الأرضية النادرةتشمل الموارد جانبين: المتطلبات الصناعية العامة لرواسب الأتربة النادرة ومعايير الجودة لمركزات الأتربة النادرة. يجب أن يقوم المورد بتحليل محتوى F وCaO وTiO2 وTFe في تركيز خام السيريوم الفلوروكربوني، ولكن لا يجوز استخدامه كأساس للتقييم؛ ينطبق معيار الجودة للتركيز المختلط من الباستنسيت والمونازيت على التركيز الذي تم الحصول عليه بعد الإثراء. يوفر محتوى الشوائب P وCaO لمنتج الدرجة الأولى البيانات فقط ولا يستخدم كأساس للتقييم؛ يشير تركيز المونازيت إلى تركيز خام الرمل بعد إثراءه؛ يشير تركيز خام الفوسفور والإيتريوم أيضًا إلى التركيز الذي يتم الحصول عليه من إثراء خام الرمل.

يتضمن تطوير وحماية الخامات الأولية الأرضية النادرة تكنولوجيا استرداد الخامات. وقد تم استخدام التعويم، والفصل بالجاذبية، والفصل المغناطيسي، وإثراء العملية المشتركة لإثراء المعادن الأرضية النادرة. تشمل العوامل الرئيسية التي تؤثر على إعادة التدوير أنواع العناصر الأرضية النادرة وحالات تواجدها، والبنية والتركيب وخصائص توزيع المعادن الأرضية النادرة، وأنواع وخصائص معادن الشوائب. يجب اختيار تقنيات إثراء مختلفة على أساس ظروف محددة.

يعتمد إثراء الخام الأولي للأتربة النادرة بشكل عام على طريقة التعويم، وغالبًا ما يتم استكمالها بالجاذبية والفصل المغناطيسي، مما يشكل مزيجًا من جاذبية التعويم وعمليات جاذبية الفصل المغناطيسي للتعويم. تتركز آلات غرس الأتربة النادرة بشكل أساسي عن طريق الجاذبية، مكملة بالفصل المغناطيسي، والتعويم، والفصل الكهربائي. يتكون رواسب خام الحديد الأرضي النادر في بايونيبو في منغوليا الداخلية بشكل أساسي من المونازيت وخام السيريوم الفلوروكربوني. يمكن الحصول على مركزات أرضية نادرة تحتوي على 60% من العناصر المحفزة للضوء (REO) عن طريق استخدام عملية مشتركة من التعويم المختلط والغسيل والتعويم بالفصل بالجاذبية. تنتج رواسب الأرض النادرة يايوبينج في ميانينغ، سيتشوان بشكل أساسي خام السيريوم الفلوروكربوني، كما يتم الحصول على تركيز أتربة نادرة يحتوي على 60% من العناصر الأرضية المشعة باستخدام عملية التعويم بالفصل بالجاذبية. يعد اختيار عوامل التعويم هو مفتاح نجاح طريقة التعويم لمعالجة المعادن. المعادن الأرضية النادرة التي ينتجها منجم نانشان هايبين الغريني في مقاطعة قوانغدونغ هي بشكل رئيسي المونازيت وفوسفات الإيتريوم. يتعرض الملاط الذي تم الحصول عليه من غسل المياه المكشوفة إلى إثراء حلزوني، يليه فصل الجاذبية، مكملاً بالفصل المغناطيسي والتعويم، للحصول على تركيز المونازيت الذي يحتوي على 60.62% REO وتركيز الفوسفوريت الذي يحتوي على Y2O525.35%.