O consumo de terras raras em um país pode ser usado para determinar seu nível industrial. Quaisquer materiais, componentes e equipamentos altos, precisos e avançados não podem ser separados de metais raros. Por que o mesmo aço torna os outros mais resistentes à corrosão do que você? É o mesmo eixo da máquina -ferramenta que outros são mais duráveis e precisos do que você? É também um único cristal que outros possam atingir uma alta temperatura de 1650 ° C? Por que o vidro de outra pessoa tem um índice de refração tão alto? Por que a Toyota pode alcançar a maior eficiência térmica do carro do mundo de 41%? Tudo isso está relacionado à aplicação de metais raros.
Metais de terras raras, também conhecido como elementos de terras raras, são um termo coletivo para 17 elementos doescândio, ítrioe a série Lanthanide no grupo periódico da Tabela IIIB, comumente representado por R ou Re. Escandium e Yttrium são considerados elementos de terras raras porque geralmente coexistem com elementos de lantanídeo em depósitos minerais e têm propriedades químicas semelhantes.
Ao contrário do seu nome indica, a abundância de elementos de terras raras (excluindo o promeétium) na crosta é bastante alta, com o 25º lugar na abundância de elementos da crosta, representando 0,0068% (próximo ao cobre). No entanto, devido às suas propriedades geoquímicas, os elementos de terras raras raramente são enriquecidas a um nível economicamente explorável. O nome dos elementos de terras raras é derivado de sua escassez. O primeiro mineral de terras raras descoberta pelos seres humanos foi o minério de Beryllium yttrium de silício extraído de uma mina na vila de Iterbi, na Suécia, onde muitos nomes de elementos de terras raras se originaram.
Seus nomes e símbolos químicos sãoSc, y, la, ce, pr, nd, pm, sm, eu, gd, tb, dy, ho, er, tm, yb, yb e lu. Seus números atômicos são 21 (SC), 39 (y), 57 (la) a 71 (Lu).
A história da descoberta de elementos de terras raras
Em 1787, a CA sueca CA Arrhenius encontrou um minério de metal de terras raras incomuns na pequena cidade de Ytterby, perto de Estocolmo. Em 1794, o finlandês J. Gadolin isolou uma nova substância. Três anos depois (1797), o sueco AG Ekeberg confirmou essa descoberta e nomeou a nova substância Yttria (Terra de Yttrium) após o local onde foi descoberta. Mais tarde, em memória da gadolinita, esse tipo de minério foi chamado de gadolinita. Em 1803, os químicos alemães Mh Klaproth, os químicos suecos JJ Berzelius e W. Hisinger descobriram uma nova substância - Ceria - de um minério (minério de silicato de cério). Em 1839, o sueco CG Mosander descobriu Lanthanum. Em 1843, Musander descobriu Terbium e Erbium novamente. Em 1878, a Swiss Marinac descobriu Ytterbium. Em 1879, os franceses descobriram o samarium, o sueco descobriu holmium e Thulium, e o sueco descobriram escândio. Em 1880, a Swiss Marinac descobriu Gadolinium. Em 1885, austríaca A. von Wels Bach descobriu praseodímio e neodímio. Em 1886, Bouvabadrand descobriu o disprósio. Em 1901, o homem francês Ea DeMarcay descobriu o europium. Em 1907, o homem francês G. Urban descobriu o Lutetium. Em 1947, americanos como Ja Marinsky obtiveram promethium de produtos de fissão de urânio. Demorou mais de 150 anos da separação da Terra de Yttria por gadolina em 1794 até a produção de Promethium em 1947.
Aplicação de elementos de terras raras
Elementos de terras rarassão conhecidos como "vitaminas industriais" e têm excelentes propriedades magnéticas, ópticas e elétricas insubstituíveis, desempenhando um papel enorme na melhoria do desempenho do produto, no aumento da variedade de produtos e na melhoria da eficiência da produção. Devido ao seu grande efeito e baixa dose, as terras raras tornaram -se um elemento importante na melhoria da estrutura do produto, aumentando o conteúdo tecnológico e a promoção do progresso tecnológico da indústria. Eles têm sido amplamente utilizados em campos como metalurgia, militar, petroquímica, cerâmica de vidro, agricultura e novos materiais.
Indústria metalúrgica
Terra raraé aplicado no campo metalúrgico há mais de 30 anos e formou tecnologias e processos relativamente maduros. A aplicação de terras raras em metais de aço e não ferrosos é um campo grande e abrangente, com amplas perspectivas. A adição de metais de terras raras, fluoretos e silicidas ao aço pode desempenhar um papel na refinamento, dessulfurização, neutralização de baixos impurezas prejudiciais do ponto de fusão e melhorar o desempenho do processamento do aço; A liga de ferro de silício de terras raras e a liga de magnésio de silício de terras raras são usadas como agentes esferoidizantes para produzir ferro dúctil de terras raras. Devido à sua adequação especial para produzir peças de ferro dúctil complexas com requisitos especiais, esse tipo de ferro dúctil é amplamente utilizado em indústrias de fabricação mecânica, como automóveis, tratores e motores a diesel; A adição de metais de terras raras a ligas não ferrosas, como magnésio, alumínio, cobre, zinco e níquel, pode melhorar as propriedades físicas e químicas da liga, além de aumentar sua temperatura ambiente e propriedades mecânicas de alta temperatura.
Campo militar
Devido às suas excelentes propriedades físicas, como fotoeletricidade e magnetismo, as terras raras podem formar uma ampla variedade de novos materiais com propriedades diferentes e melhorar bastante a qualidade e o desempenho de outros produtos. Portanto, é conhecido como "ouro industrial". Em primeiro lugar, a adição de terras raras pode melhorar significativamente o desempenho tático de aço, ligas de alumínio, ligas de magnésio e ligas de titânio usadas na fabricação de tanques, aeronaves e mísseis. Além disso, terras raras também podem ser usadas como lubrificantes para muitas aplicações de alta tecnologia, como eletrônicos, lasers, indústria nuclear e supercondutividade. Uma vez que a tecnologia de terras raras é usada em militares, ela inevitavelmente trará um salto na tecnologia militar. Em certo sentido, o controle esmagador das forças armadas dos EUA em várias guerras locais após a Guerra Fria, bem como sua capacidade de matar abertamente inimigos com impunidade, decorre de sua tecnologia de terras raras, como o Super -Homem.
Indústria petroquímica
Os elementos de terras raras podem ser usadas para fazer catalisadores de peneira molecular na indústria petroquímica, com vantagens como alta atividade, boa seletividade e forte resistência ao envenenamento por metais pesados. Portanto, eles substituíram catalisadores de silicato de alumínio por processos de rachaduras catalíticas de petróleo; No processo de produção de amônia sintética, uma pequena quantidade de nitrato de terra rara é usada como cocatalisador, e sua capacidade de processamento de gás é 1,5 vezes maior que a do catalisador de alumínio de níquel; No processo de sintetização de borracha cis-1,4-polibutadieno e borracha isoprene, o produto obtido usando um catalisador de alumínio triisobutil de terras raras de terras raras tem um excelente desempenho, com vantagens como menos operação adesiva de equipamentos, operação estável e um processo pós-tratamento curto; Os óxidos de terras raras compostas também podem ser usadas como catalisadores para purificar os gases de escape de motores de combustão interna, e o naftenato de cério também pode ser usado como agente de secagem de tinta.
Cerâmica de vidro
A aplicação de elementos de terras raras na indústria de vidro e cerâmica da China aumentou a uma taxa média de 25% desde 1988, atingindo aproximadamente 1600 toneladas em 1998. A cerâmica de vidro de terras raras não é apenas materiais básicos tradicionais para a indústria e a vida cotidiana, mas também um dos principais membros do campo de alta tecnologia. Óxidos de terras raras ou concentrados de terras raras processadas podem ser amplamente utilizadas como pós de polimento para vidro óptico, lentes de espetáculos, tubos de imagem, tubos de osciloscópio, vidro plano, plástico e utensílios de metal; No processo de fusão de vidro, o dióxido de cério pode ser usado para ter um forte efeito de oxidação no ferro, reduzindo o teor de ferro no vidro e atingindo o objetivo de remover a cor verde do vidro; Adicionar óxidos de terras raras pode produzir vidro óptico e vidro especial para diferentes propósitos, incluindo vidro que pode absorver raios ultravioleta, vidro ácido e resistente ao calor, vidro resistente a raios-X, etc; A adição de elementos de terras raras aos esmaltes de cerâmica e porcelana pode reduzir a fragmentação dos esmaltes e fazer com que os produtos apresentem cores e glosses diferentes, tornando -os amplamente utilizados na indústria de cerâmica.
Agricultura
Os resultados da pesquisa indicam que os elementos de terras raras podem aumentar o conteúdo de clorofila das plantas, melhorar a fotossíntese, promover o desenvolvimento das raízes e aumentar a absorção de nutrientes pelas raízes. Os elementos de terras raras também podem promover a germinação das sementes, aumentar a taxa de germinação de sementes e promover o crescimento das mudas. Além das principais funções mencionadas acima, ele também tem a capacidade de melhorar a resistência à doença, resistência ao frio e resistência à seca de certas culturas. Numerosos estudos também mostraram que o uso de concentrações apropriadas de elementos de terras raras pode promover a absorção, transformação e utilização de nutrientes pelas plantas. A pulverização de elementos de terras raras pode aumentar o teor de VC, o teor total de açúcar e a proporção de ácido de açúcar de frutas de maçã e citros, promovendo a coloração de frutas e o amadurecimento precoce. E pode suprimir a intensidade respiratória durante o armazenamento e reduzir a taxa de decaimento.
Novo campo de materiais
Material de ímã permanente de boro de ferro de neodímio de terras raras, com alta remanência, alta coercividade e produto de alta energia magnética, é amplamente utilizado nas indústrias eletrônico e aeroespacial e turbinas eólicas que dirigem (especialmente adequadas para usinas offshore); Cristais únicos e policristais do tipo de granada formados pela combinação de óxidos de terras raras puras e óxido férrico podem ser usados nas indústrias de microondas e eletrônicos; Garnet de alumínio e vidro de neodímio de yttria, feito de óxido de neodímio de alta pureza, pode ser usado como materiais laser sólidos; Os hexaboretos de terras raras podem ser usadas como materiais de cátodo para emissão de elétrons; O metal de níquel Lanthanum é um material de armazenamento de hidrogênio recém -desenvolvido na década de 1970; O cromato de lantano é um material termoelétrico de alta temperatura; Atualmente, os países de todo o mundo fizeram avanços no desenvolvimento de materiais supercondutores usando óxidos à base de bário modificados com elementos de oxigênio de cobre de bário Yttrium, que podem obter supercondutores na faixa de temperatura de nitrogênio líquido. Além disso, as terras raras são amplamente utilizadas na iluminação de fontes de luz através de métodos como pó fluorescente, intensificando o pó fluorescente da tela, três pó fluorescentes de cor primária e copiar o pó de lâmpada (mas devido ao alto custo causado pelo aumento dos preços das terras raras, suas aplicações na iluminação estão diminuindo gradualmente), como produtos eletrônicos como televisão e tablets; Na agricultura, aplicar quantidades vestigiais de nitrato de terras raras em culturas de campo pode aumentar seu rendimento em 5 a 10%; Na indústria têxtil leve, os cloretos de terras raras também são amplamente utilizadas em pêlo de bronzeamento, tingimento de pele, tingimento de lã e tingimento de carpete; Os elementos de terras raras podem ser usadas em conversores catalíticos automotivos para converter os principais poluentes em compostos não tóxicos durante o escapamento do motor.
Outras aplicações
Os elementos de terras raras também são aplicadas a vários produtos digitais, incluindo dispositivos audiovisuais, fotográficos e de comunicação, atendendo a vários requisitos, como tempo menor, mais rápido, mais leve, de uso mais longo e conservação de energia. Ao mesmo tempo, também foi aplicado a vários campos, como energia verde, saúde, purificação de água e transporte.
Horário de postagem: 16-2023 de agosto