В 1879 г. шведские профессора химии Л. Ф. Нильсон (1840-1899) и П. Т. Клев (1840-1905) примерно в одно и то же время обнаружили новый элемент в редком минерале гадолините и черной редкой золотой руде. Они назвали этот элемент «Скандий", который и был "бороподобным" элементом, предсказанным Менделеевым. Их открытие еще раз доказывает правильность периодического закона элементов и предвидения Менделеева.
По сравнению с элементами-лантанидами скандий имеет очень маленький ионный радиус, а щелочность гидроксида также очень слабая. Поэтому при смешивании скандия и редкоземельных элементов их обрабатывают аммиаком (или сильно разбавленной щелочью), и первым выпадает в осадок скандий. Поэтому его можно легко отделить от редкоземельных элементов методом «ступенчатого осаждения». Другой метод заключается в использовании для разделения полярного разложения нитрата, поскольку нитрат скандия разлагается легче всего, что позволяет достичь цели разделения.
Металлический скандий можно получить электролизом. При рафинировании скандияScCl3, KCl и LiCl плавятся совместно, а расплавленный цинк используется в качестве катода для электролиза для осаждения скандия на цинковом электроде. Затем цинк испаряют с получением металлического скандия. Кроме того, скандий легко восстановить при переработке руды с получением урана, тория и элементов-лантанидов. Комплексное извлечение сопутствующего скандия из вольфрамовых и оловянных рудников также является важным источником скандия. Скандий в соединениях находится преимущественно в трехвалентном состоянии и легко окисляется доSc2O3на воздухе теряет металлический блеск и становится темно-серым. Скандий может реагировать с горячей водой с выделением водорода и легко растворяется в кислотах, что делает его сильным восстановителем. Оксиды и гидроксиды скандия проявляют только щелочность, но их соляная зола практически не гидролизуется. Хлорид скандия представляет собой белые кристаллы, легко растворимые в воде и способные расплываться на воздухе. Его основные применения заключаются в следующем.
(1) В металлургической промышленности скандий часто используют для изготовления сплавов (добавок к сплавам) для повышения их прочности, твердости, жаростойкости и эксплуатационных качеств. Например, добавление небольшого количества скандия в расплавленный чугун позволяет значительно улучшить свойства чугуна, а добавление небольшого количества скандия к алюминию может улучшить его прочность и жаростойкость.
(2) В электронной промышленности скандий может использоваться в качестве различных полупроводниковых устройств, например, применение сульфита скандия в полупроводниках, что привлекло внимание как внутри страны, так и за рубежом. Ферриты, содержащие скандий, также имеют многообещающее применение в компьютерных магнитных сердечниках.
3. В химической промышленности соединения скандия используются в качестве эффективных катализаторов дегидрирования и дегидратации спиртов при производстве этилена и производстве хлора из отходов соляной кислоты.
(4) В стекольной промышленности можно производить специальное стекло, содержащее скандий.
(5) В промышленности источников электрического света скандиево-натриевые лампы, изготовленные из скандия и натрия, обладают преимуществами высокой эффективности и положительного цвета света.
Скандий существует в природе в форме 15Sc, а также существует 9 радиоактивных изотопов скандия, а именно 40-44Sc и 16-49Sc. Среди них 46Sc использовался в качестве индикатора в химической, металлургической и океанографической областях. В медицине также проводятся исследования за рубежом по использованию 46Sc для лечения рака.
Время публикации: 19 апреля 2023 г.