Потрошувачката на ретки земји во една земја може да се искористи за да се одреди нејзиното индустриско ниво. Сите високи, прецизни и напредни материјали, компоненти и опрема не можат да се одвојат од ретките метали. Зошто истиот челик ги прави другите поотпорни на корозија од вас? Дали е истото вретено на машинскиот алат што другите се поиздржливи и попрецизни од вас? Дали е и еден кристал што другите можат да достигнат висока температура од 1650 ° C? Зошто туѓото стакло има толку висок индекс на рефракција? Зошто Toyota може да постигне највисока термичка ефикасност на автомобили во светот од 41%? Сите овие се поврзани со примената на ретки метали.
Метали од ретки земји, исто така познат како елементи на ретка земја, е колективен термин за 17 елементи наскандиум, итриум, и сериите на лантаниди во групата IIIB на периодниот систем, најчесто претставена со R или RE. Скандиумот и итриумот се сметаат за ретки земјени елементи бидејќи често коегзистираат со лантанидните елементи во минералните наоѓалишта и имаат слични хемиски својства.
За разлика од неговото име, изобилството на ретки земјени елементи (со исклучок на прометиум) во кората е доста високо, при што цериумот е рангиран на 25-то место по изобилство на елементи од кора, со 0,0068% (блиску до бакар). Сепак, поради своите геохемиски својства, ретките земјени елементи ретко се збогатуваат до економски експлоатирачко ниво. Името на ретките земјени елементи е изведено од нивниот недостиг. Првиот минерал од ретка земја откриен од луѓето беше рудата од силикон берилиум итриум, извлечена од рудник во селото Итерби, Шведска, од каде што потекнуваат многу имиња на ретки земјени елементи.
Нивните имиња и хемиски симболи сеSc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Yb и Lu. Нивните атомски броеви се 21 (Sc), 39 (Y), 57 (La) до 71 (Lu).
Историја на откривање на елементи од ретки земји
Во 1787 година, шведскиот CA Arrhenius пронашол необична црна руда од редок земјен метал во малиот град Итерби во близина на Стокхолм. Во 1794 година, Финецот Ј. Гадолин изолирал нова супстанција од него. Три години подоцна (1797), шведскиот А.Г. Екеберг го потврди ова откритие и ја нарече новата супстанција итриа (итриум земја) по местото каде што беше откриена. Подоцна, во спомен на гадолинит, овој вид руда бил наречен гадолинит. Во 1803 година, германските хемичари MH Klaproth, шведските хемичари JJ Berzelius и W. Hisinger откриле нова супстанција - церија - од руда (цериум силикатна руда). Во 1839 година, Швеѓанецот ЦГ Мосандер открил лантан. Во 1843 година, Мусандер повторно ги открил тербиумот и ербиумот. Во 1878 година, швајцарскиот Маринак го открил итербиумот. Во 1879 година, Французите откриле самариум, Швеѓаните откриле холмиум и тулиум, а Швеѓаните откриле скандиум. Во 1880 година, швајцарскиот Маринак го открил гадолиниумот. Во 1885 година, Австриецот А. фон Велс Бах ги открил прасеодимиумот и неодимиумот. Во 1886 година, Бувабаран го открил диспрозиумот. Во 1901 година, Французинот Е.А. Демаркај го открил европиумот. Во 1907 година, Французинот Г. Урбан го открил лутетиумот. Во 1947 година, Американците како Ј.А. Марински добија прометиум од производи за фисија на ураниум. Беа потребни повеќе од 150 години од одвојувањето на итриум земјата од страна на Гадолин во 1794 година до производството на прометиум во 1947 година.
Примена на елементи од ретки земји
Ретки земјени елементисе познати како „индустриски витамини“ и имаат незаменливи одлични магнетни, оптички и електрични својства, играјќи огромна улога во подобрувањето на перформансите на производот, зголемувањето на разновидноста на производите и подобрувањето на ефикасноста на производството. Поради големиот ефект и малата доза, ретките земји станаа важен елемент за подобрување на структурата на производот, зголемување на технолошката содржина и промовирање на технолошкиот напредок во индустријата. Тие се широко користени во области како што се металургијата, војската, петрохемијата, стаклена керамика, земјоделството и новите материјали.
Металуршката индустрија
Ретка земјасе применува во металуршкото поле повеќе од 30 години и формира релативно зрели технологии и процеси. Примената на ретка земја во челик и обоени метали е големо и широко поле со широки перспективи. Додавањето на ретки земјени метали, флуориди и силициди во челикот може да игра улога во рафинирање, десулфуризација, неутрализирање на штетните нечистотии со ниска точка на топење и подобрување на перформансите на обработка на челикот; Легура на силициум од ретка земја и легура на магнезиум од силикон од ретка земја се користат како сфероидизирачки агенси за производство на еластично железо од ретка земја. Поради нивната посебна соодветност за производство на сложени делови од дуктилно железо со посебни барања, овој тип на дуктилно железо е широко користен во механичките производствени индустрии како што се автомобили, трактори и дизел мотори; Додавањето метали од ретки земји во обоените легури како што се магнезиум, алуминиум, бакар, цинк и никел може да ги подобри физичките и хемиските својства на легурата, како и да ја подобри нејзината собна температура и механичките својства на висока температура.
Воено поле
Поради своите одлични физички својства како што се фотоелектрицитетот и магнетизмот, ретките земји можат да формираат широк спектар на нови материјали со различни својства и значително да го подобрат квалитетот и перформансите на другите производи. Затоа, познато е како „индустриско злато“. Прво, додавањето на ретки земји може значително да ги подобри тактичките перформанси на челик, алуминиумски легури, легури на магнезиум и легури на титаниум што се користат во производството на тенкови, авиони и проектили. Покрај тоа, ретките земји може да се користат и како лубриканти за многу високотехнолошки апликации како што се електрониката, ласерите, нуклеарната индустрија и суперспроводливоста. Откако технологијата за ретки земји ќе се користи во војската, таа неизбежно ќе донесе скок во воената технологија. Во одредена смисла, огромната контрола на американската војска во неколку локални војни по Студената војна, како и нејзината способност отворено да ги убива непријателите неказнето, произлегува од нејзината технологија за ретки земји, како што е Супермен.
Петрохемиската индустрија
Елементите од ретка земја може да се користат за производство на катализатори на молекуларно сито во петрохемиската индустрија, со предности како што се висока активност, добра селективност и силна отпорност на труење со тешки метали. Затоа, тие ги заменија алуминиумските силикатни катализатори за процесите на каталитичко напукнување на нафта; Во процесот на производство на синтетички амонијак, мала количина нитрат од ретка земја се користи како кокатализатор, а неговиот капацитет за обработка на гас е 1,5 пати поголем од оној на никел алуминиумскиот катализатор; Во процесот на синтеза на цис-1,4-полибутадиен гума и изопренска гума, производот добиен со користење на редок земјен циклоалканоат триизобутил алуминиумски каталиум има одлични перформанси, со предности како што се помалку закачување на лепилото на опремата, стабилна работа и краток процес по третман ; Композитните ретки земјени оксиди може да се користат и како катализатори за прочистување на издувните гасови од моторите со внатрешно согорување, а цериум нафтанатот може да се користи и како средство за сушење боја.
Стакло-керамика
Примената на елементите од ретка земја во кинеската индустрија за стакло и керамика е зголемена со просечна стапка од 25% од 1988 година, достигнувајќи приближно 1600 тони во 1998 година. главен член на областа на висока технологија. Оксидите од ретки земји или обработените концентрати од ретки земји може да се користат како прашоци за полирање за оптичко стакло, леќи за очила, цевки за слика, цевки за осцилоскоп, рамно стакло, пластика и метални прибор за јадење; Во процесот на топење на стаклото, цериум диоксидот може да се користи за да има силен оксидациски ефект врз железото, намалувајќи ја содржината на железо во стаклото и постигнување на целта за отстранување на зелената боја од стаклото; Додавањето оксиди од ретки земји може да произведе оптичко стакло и специјално стакло за различни намени, вклучувајќи стакло што може да апсорбира ултравиолетови зраци, стакло отпорно на киселина и топлина, стакло отпорно на рендген итн.; Додавањето елементи од ретка земја на керамичките и порцеланските глазури може да ја намали фрагментацијата на глазурите и да направи производите да имаат различни бои и сјај, што ги прави широко користени во керамичката индустрија.
Земјоделство
Резултатите од истражувањето покажуваат дека елементите на ретките земји можат да ја зголемат содржината на хлорофил во растенијата, да ја подобрат фотосинтезата, да го промовираат развојот на коренот и да ја зголемат апсорпцијата на хранливи материи од корените. Ретките земјени елементи, исто така, можат да го поттикнат ртење на семето, да ја зголемат стапката на ртење на семето и да го промовираат растот на расад. Покрај главните функции споменати погоре, тој исто така има способност да ја подобри отпорноста на болести, отпорноста на студ и отпорноста на суша на одредени култури. Бројни студии, исто така, покажаа дека употребата на соодветни концентрации на елементи од ретка земја може да ја промовира апсорпцијата, трансформацијата и искористувањето на хранливите материи од растенијата. Прскањето на ретки земјени елементи може да ја зголеми содржината на Vc, вкупната содржина на шеќер и соодносот на шеќерна киселина кај јаболкото и агрумите, промовирајќи го боењето на овошјето и рано зреење. И може да го потисне респираторниот интензитет за време на складирањето и да ја намали стапката на распаѓање.
Поле за нови материјали
Материјал за постојан магнет од ретка земја неодимиум, железо бор, со висока отпорност, висока присилност и производ со висока магнетна енергија, широко се користи во електронската и воздушната индустрија и возење турбини на ветер (особено погоден за централи на брегот); Монокристали и поликристали од феритни тип гранат формирани со комбинација на чисти оксиди од ретки земји и железен оксид може да се користат во микробрановата и електронската индустрија; Итриум алуминиумски гранат и неодимиумско стакло направени од неодимиум оксид со висока чистота може да се користат како цврсти ласерски материјали; Хексаборидите на ретки земји може да се користат како катодни материјали за емисија на електрони; Металот од лантан никел е ново развиен материјал за складирање на водород во 1970-тите; Лантан хромат е високотемпературен термоелектричен материјал; Во моментов, земјите ширум светот направија откритија во развојот на суперспроводливи материјали со користење на оксиди базирани на бариум, модифицирани со бакарни кислородни елементи на бариум итриум, кои можат да добијат суперпроводници во температурниот опсег на течен азот. Дополнително, ретките земји се широко користени во осветлувањето на изворите на светлина преку методи како што се флуоресцентен прав, флуоресцентен прав за засилување на екранот, флуоресцентен прав со три основни бои и прашок за ламба за копирање (но поради високата цена предизвикана од порастот на цените на ретките земји, постепено се намалуваат нивните апликации во осветлувањето), како и електронските производи како што се проекционите телевизори и таблетите; Во земјоделството, примената на траги од нитрати од ретки земји на полските култури може да го зголеми нивниот принос за 5-10%; Во лесната текстилна индустрија, хлоридите на ретките земји исто така се широко користени за штавење крзно, боење крзно, боење на волна и боење теписи; Елементите од ретка земја може да се користат во автомобилските катализатори за претворање на главните загадувачи во нетоксични соединенија за време на издувните гасови на моторот.
Други апликации
Елементите од ретка земја се применуваат и на различни дигитални производи, вклучително аудиовизуелни, фотографски и комуникациски уреди, исполнувајќи повеќе барања како што се помали, побрзи, полесни, подолго време на користење и заштеда на енергија. Во исто време, тој исто така се применува на повеќе полиња како што се зелената енергија, здравството, прочистувањето на водата и транспортот.
Време на објавување: 16-ти август 2023 година