Потрошња ретких земаља у земљи може се користити за одређивање њеног индустријског нивоа. Било који високи, прецизни и напредни материјали, компоненте и опрема не могу се одвојити од ретких метала. Зашто исти челик чини друге отпорнијима на корозију од вас? Да ли је то исто вретено алатке за које су други издржљивији и прецизнији од вас? Да ли је то и монокристал који други могу достићи високу температуру од 1650 ° Ц? Зашто туђе стакло има тако висок индекс преламања? Зашто Тоиота може постићи највећу термичку ефикасност аутомобила на свету од 41%? Све ово се односи на примену ретких метала.
Ретки земни метали, такође познати као елементи ретких земаља, заједнички су термин за 17 елеменатаскандијум, итријум, и серије лантанида у групи ИИИБ периодног система, обично представљене са Р или РЕ. Скандијум и итријум се сматрају ретким земним елементима јер често коегзистирају са елементима лантанида у минералним наслагама и имају слична хемијска својства.
За разлику од његовог имена, обиље ретких земних елемената (искључујући прометијум) у кори је прилично велико, а церијум заузима 25. место по обиљу елемената коре, чинећи 0,0068% (близу бакра). Међутим, због својих геохемијских својстава, ретки земни елементи се ретко обогаћују до нивоа који се може економски искористити. Име ретких земних елемената потиче од њихове оскудице. Први ретки земни минерал који су људи открили била је руда силицијум берилијум итријум извађена из рудника у селу Итерби, у Шведској, одакле потичу многа имена ретких земних елемената.
Њихова имена и хемијски симболи суСц, И, Ла, Це, Пр, Нд, Пм, См, Еу, Гд, Тб, Ди, Хо, Ер, Тм, Иб, Иб и Лу. Њихови атомски бројеви су 21 (Сц), 39 (И), 57 (Ла) до 71 (Лу).
Историја открића ретких земаљских елемената
Године 1787, шведски ЦА Аррхениус пронашао је необичну црну руду ретких земних метала у малом граду Итерби близу Стокхолма. Финац Ј. Гадолин је 1794. из њега изоловао нову супстанцу. Три године касније (1797), шведски АГ Екеберг је потврдио ово откриће и назвао нову супстанцу итријум (итријум земља) по месту где је откривена. Касније, у знак сећања на гадолинит, ова врста руде је названа гадолинит. Немачки хемичари МХ Клапрот, шведски хемичари ЈЈ Берцелиус и В. Хисингер су 1803. године открили нову супстанцу - церију - из руде (руде церијум силиката). 1839. Швеђанин ЦГ Мосандер је открио лантан. Године 1843. Мусандер је поново открио тербијум и ербијум. 1878. Швајцарац Маринац је открио итербијум. Године 1879. Французи су открили самаријум, Швеђани холмијум и тулијум, а Швеђани скандијум. 1880. Швајцарац Маринац је открио гадолинијум. 1885. Аустријанац А. фон Велс Бах открио је празеодимијум и неодимијум. Године 1886. Боувабадранд је открио диспрозијум. 1901. Француз ЕА Демарцаи је открио еуропијум. 1907. Француз Г. Урбан је открио лутецијум. Године 1947. Американци као што је ЈА Марински добијали су прометијум из производа фисије уранијума. Прошло је више од 150 година од одвајања итријума од стране Гадолина 1794. до производње прометијума 1947. године.
Примена ретких земаљских елемената
Ретки земљани елементису познати као "индустријски витамини" и имају незаменљива одлична магнетна, оптичка и електрична својства, играјући огромну улогу у побољшању перформанси производа, повећању разноврсности производа и побољшању ефикасности производње. Због великог дејства и мале дозе, ретке земље су постале важан елемент у побољшању структуре производа, повећању технолошког садржаја и унапређењу технолошког напретка индустрије. Имају широку примену у областима као што су металургија, војска, петрохемија, стаклена керамика, пољопривреда и нови материјали.
Металуршка индустрија
Ретка земљапримењује се у металуршкој области више од 30 година, и формирао је релативно зреле технологије и процесе. Примена ретких земаља у челику и обојеним металима је велика и широка област са широким перспективама. Додавање ретких земних метала, флуорида и силицида челику може играти улогу у рафинирању, одсумпоравању, неутралисању штетних нечистоћа ниске тачке топљења и побољшању перформанси обраде челика; Легура ретке земље силицијум гвожђа и легура ретке земље силицијум магнезијума користе се као агенси за сфероидизацију за производњу ретке земље нодуларног гвожђа. Због њихове посебне погодности за производњу сложених делова од нодуларног гвожђа са посебним захтевима, ова врста нодуларног гвожђа се широко користи у механичкој производној индустрији као што су аутомобили, трактори и дизел мотори; Додавање ретких земних метала у обојене легуре као што су магнезијум, алуминијум, бакар, цинк и никл може побољшати физичка и хемијска својства легуре, као и побољшати њену собну температуру и механичка својства при високим температурама.
Војно поље
Због својих одличних физичких својстава као што су фотоелектричност и магнетизам, ретке земље могу формирати широк спектар нових материјала са различитим својствима и значајно побољшати квалитет и перформансе других производа. Због тога је познато као „индустријско злато“. Прво, додавање ретких земаља може значајно побољшати тактичке перформансе челика, легура алуминијума, легура магнезијума и легура титанијума које се користе у производњи тенкова, авиона и пројектила. Поред тога, ретке земље се такође могу користити као мазива за многе апликације високе технологије као што су електроника, ласери, нуклеарна индустрија и суперпроводљивост. Једном када се технологија ретких земаља употреби у војсци, то ће неизбежно донети скок у војној технологији. У одређеном смислу, огромна контрола америчке војске у неколико локалних ратова након Хладног рата, као и њена способност да отворено некажњено убија непријатеље, произилази из њене технологије ретких земаља, као што је Супермен.
Петрохемијска индустрија
Елементи ретких земаља могу се користити за прављење катализатора молекуларних сита у петрохемијској индустрији, са предностима као што су висока активност, добра селективност и јака отпорност на тровање тешким металима. Због тога су заменили алуминијум-силикатне катализаторе за процесе каталитичког крекинга нафте; У процесу производње синтетичког амонијака, мала количина нитрата ретких земаља се користи као кокатализатор, а његов капацитет прераде гаса је 1,5 пута већи од никл алуминијумског катализатора; У процесу синтезе цис-1,4-полибутадиен гуме и изопрен гуме, производ добијен коришћењем катализатора ретке земље циклоалканоат триизобутил алуминијума има одличне перформансе, са предностима као што су мање вешања опреме лепком, стабилан рад и кратак процес пост-третмана ; Композитни оксиди ретких земаља могу се користити и као катализатори за пречишћавање издувних гасова из мотора са унутрашњим сагоревањем, а церијум нафтенат се такође може користити као средство за сушење боје.
Стаклокерамика
Примена реткоземних елемената у кинеској стакларској и керамичкој индустрији порасла је просечном стопом од 25% од 1988. године, достигавши приближно 1600 тона 1998. Стаклокерамика од ретке земље није само традиционални основни материјал за индустрију и свакодневни живот, већ и главни члан области високе технологије. Оксиди ретких земаља или прерађени концентрати ретких земаља могу се широко користити као прашкови за полирање оптичког стакла, сочива за наочаре, цеви за слике, цеви осцилоскопа, равног стакла, пластике и металног посуђа; У процесу топљења стакла, церијум диоксид се може користити за снажан оксидациони ефекат на гвожђе, смањујући садржај гвожђа у стаклу и постизање циља уклањања зелене боје са стакла; Додавањем оксида ретких земаља може се произвести оптичко стакло и специјално стакло за различите намене, укључујући стакло које може да апсорбује ултраљубичасте зраке, стакло отпорно на киселине и топлоту, стакло отпорно на рендгенске зраке, итд; Додавање реткоземних елемената у керамичке и порцеланске глазуре може смањити фрагментацију глазура и учинити да производи имају различите боје и сјај, што их чини широко примењеним у керамичкој индустрији.
Пољопривреда
Резултати истраживања показују да ретки земни елементи могу повећати садржај хлорофила у биљкама, побољшати фотосинтезу, подстаћи развој корена и повећати апсорпцију хранљивих материја у корену. Елементи ретких земаља такође могу промовисати клијање семена, повећати брзину клијања семена и подстаћи раст садница. Поред горе наведених главних функција, такође има способност да повећа отпорност на болести, хладноћу и отпорност на сушу одређених усева. Бројне студије су такође показале да употреба одговарајућих концентрација ретких земних елемената може унапредити апсорпцију, трансформацију и коришћење хранљивих материја од стране биљака. Прскање ретким земним елементима може повећати садржај Вц, укупан садржај шећера и однос шећерне киселине у јабуци и цитрусима, промовишући бојење воћа и рано сазревање. И може потиснути респираторни интензитет током складиштења и смањити стопу пропадања.
Поље нових материјала
Материјал трајног магнета од ретке земље неодимијум гвожђе бор, са високом реманентношћу, високом коерцитивношћу и високим производом магнетне енергије, широко се користи у електронској и ваздухопловној индустрији и погонским турбинама на ветар (посебно погодно за електране на мору); Монокристали феритног типа граната и поликристали формирани комбинацијом чистих оксида ретких земаља и оксида гвожђа могу се користити у микроталасној и електронској индустрији; Итријум алуминијум гранат и неодимијумско стакло од неодимијум оксида високе чистоће могу се користити као чврсти ласерски материјали; Хексабориди ретких земаља могу се користити као катодни материјали за емисију електрона; Метални лантан никл је новоразвијени материјал за складиштење водоника 1970-их; Лантан хромат је термоелектрични материјал високе температуре; Тренутно су земље широм света направиле напредак у развоју суправодљивих материјала коришћењем оксида на бази баријума модификованих баријум-итријум-бакар-кисеоничким елементима, који могу да добију суперпроводнике у температурном опсегу течног азота. Поред тога, ретке земље се широко користе у изворима осветљења кроз методе као што су флуоресцентни прах, флуоресцентни прах за интензивирање екрана, флуоресцентни прах са три основне боје и прах лампе за копирање (али због високих трошкова узрокованих порастом цена ретких земаља, њихова примена у осветљењу се постепено смањује), као и електронски производи као што су пројекциони телевизори и таблети; У пољопривреди, применом трагова нитрата ретких земаља на ратарске усеве може се повећати њихов принос за 5-10%; У лакој текстилној индустрији, хлориди ретких земаља се такође широко користе у штављењу крзна, фарбању крзна, бојењу вуне и бојењу тепиха; Елементи ретких земаља могу се користити у аутомобилским катализаторима за претварање великих загађивача у нетоксична једињења током издувних гасова мотора.
Друге апликације
Елементи ретких земаља се такође примењују на различите дигиталне производе, укључујући аудиовизуелне, фотографске и комуникационе уређаје, испуњавајући више захтева као што су мањи, бржи, лакши, дуже време коришћења и уштеда енергије. Истовремено, такође је примењен на више поља као што су зелена енергија, здравство, пречишћавање воде и транспорт.
Време поста: 16.08.2023