Im Jahr 1879 entdeckten die schwedischen Chemieprofessoren LF Nilson (1840–1899) und PT Cleve (1840–1905) etwa zur gleichen Zeit ein neues Element in den seltenen Mineralien Gadolinit und schwarzem seltenem Golderz.Sie nannten dieses Element „Scandium„, das das von Mendelejew vorhergesagte „borähnliche“ Element war. Ihre Entdeckung beweist einmal mehr die Richtigkeit des periodischen Gesetzes der Elemente und Mendelejews Weitsicht.
Im Vergleich zu den Lanthanidenelementen hat Scandium einen sehr kleinen Ionenradius und auch die Alkalität von Hydroxid ist sehr schwach.Wenn Scandium und Seltenerdelemente miteinander vermischt werden, werden sie daher mit Ammoniak (oder extrem verdünntem Alkali) behandelt, wobei Scandium zuerst ausfällt.Daher kann es durch die Methode der „gradierten Ausfällung“ leicht von Seltenerdelementen getrennt werden.Die andere Methode besteht darin, die polare Zersetzung von Nitrat zur Trennung zu nutzen, da Scandiumnitrat am einfachsten zu zersetzen ist, um den Zweck der Trennung zu erreichen.
Scandiummetall kann durch Elektrolyse gewonnen werden.Bei der Raffination von ScandiumScCl3, KCl und LiCl werden gemeinsam geschmolzen und das geschmolzene Zink wird als Kathode für die Elektrolyse verwendet, um Scandium auf der Zinkelektrode auszufällen.Anschließend wird das Zink verdampft, um Scandiummetall zu erhalten.Darüber hinaus lässt sich Scandium bei der Erzverarbeitung zur Herstellung von Uran-, Thorium- und Lanthanoidelementen leicht zurückgewinnen.Auch die umfassende Gewinnung von begleitendem Scandium aus Wolfram- und Zinnminen ist eine wichtige Scandiumquelle.Scandium liegt in Verbindungen hauptsächlich in einem dreiwertigen Zustand vor und kann leicht zu oxidiert werdenSc2O3an der Luft, verliert seinen metallischen Glanz und wird dunkelgrau.Scandium kann mit heißem Wasser unter Freisetzung von Wasserstoff reagieren und ist in Säuren leicht löslich, was es zu einem starken Reduktionsmittel macht.Die Oxide und Hydroxide des Scandiums zeigen lediglich Alkalität, ihre Salzasche lässt sich jedoch kaum hydrolysieren.Das Chlorid von Scandium ist ein weißer Kristall, der in Wasser leicht löslich ist und an der Luft zerfließen kann.Seine Hauptanwendungen sind wie folgt.
(1) In der metallurgischen Industrie wird Scandium häufig zur Herstellung von Legierungen (Legierungszusätzen) verwendet, um deren Festigkeit, Härte, Hitzebeständigkeit und Leistung zu verbessern.Beispielsweise kann die Zugabe einer kleinen Menge Scandium zu geschmolzenem Eisen die Eigenschaften von Gusseisen erheblich verbessern, während die Zugabe einer kleinen Menge Scandium zu Aluminium dessen Festigkeit und Hitzebeständigkeit verbessern kann.
(2) In der Elektronikindustrie kann Scandium für verschiedene Halbleiterbauelemente verwendet werden, beispielsweise für die Anwendung von Scandiumsulfit in Halbleitern, die sowohl im Inland als auch international für Aufsehen gesorgt hat.Scandiumhaltige Ferrite haben auch vielversprechende Anwendungen in Computer-Magnetkernen.
(3) In der chemischen Industrie werden Scandiumverbindungen als effiziente Katalysatoren für die Alkoholdehydrierung und -dehydratisierung bei der Herstellung von Ethylen und der Herstellung von Chlor aus Abfallsalzsäure eingesetzt.
(4) In der Glasindustrie kann scandiumhaltiges Spezialglas hergestellt werden.
(5) In der Industrie für elektrische Lichtquellen haben Scandium-Natriumlampen aus Scandium und Natrium die Vorteile einer hohen Effizienz und einer positiven Lichtfarbe.
Scandium kommt in der Natur in Form von 15Sc vor, außerdem gibt es 9 radioaktive Isotope von Scandium, nämlich 40-44Sc und 16-49Sc.Unter anderem wurde 46Sc als Tracer in chemischen, metallurgischen und ozeanografischen Bereichen eingesetzt.In der Medizin gibt es auch Studien im Ausland, bei denen 46Sc zur Behandlung von Krebs eingesetzt wird.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 19. April 2023