Το 1879, οι Σουηδοί καθηγητές χημείας LF Nilson (1840-1899) και PT Cleve (1840-1905) βρήκαν ένα νέο στοιχείο στα σπάνια ορυκτά γαδολινίτη και μετάλλευμα μαύρου σπάνιου χρυσού την ίδια περίπου εποχή.Ονόμασαν αυτό το στοιχείο "Σκάνδιο», που ήταν το στοιχείο «όμοιο με το βόριο» που προέβλεψε ο Μεντελέγιεφ. Η ανακάλυψή τους αποδεικνύει για άλλη μια φορά την ορθότητα του περιοδικού νόμου των στοιχείων και την προνοητικότητα του Μεντελέεφ.
Σε σύγκριση με τα στοιχεία λανθανιδίου, το σκάνδιο έχει πολύ μικρή ιοντική ακτίνα και η αλκαλικότητα του υδροξειδίου είναι επίσης πολύ ασθενής.Επομένως, όταν το σκάνδιο και τα στοιχεία σπανίων γαιών αναμειγνύονται μαζί, υποβάλλονται σε επεξεργασία με αμμωνία (ή εξαιρετικά αραιό αλκάλιο) και το σκάνδιο θα καταβυθιστεί πρώτα.Ως εκ τούτου, μπορεί εύκολα να διαχωριστεί από στοιχεία σπάνιων γαιών με τη μέθοδο της «βαθμολογικής κατακρήμνισης».Η άλλη μέθοδος είναι η χρήση της πολικής αποσύνθεσης των νιτρικών για διαχωρισμό, επειδή το νιτρικό σκάνδιο είναι το πιο εύκολο να αποσυντεθεί, έτσι ώστε να επιτευχθεί ο σκοπός του διαχωρισμού.
Το μέταλλο σκανδίου μπορεί να ληφθεί με ηλεκτρόλυση.Κατά τη διάρκεια της διύλισης του σκανδίου,ScCl3, το KCl και το LiCl συντήκονται και ο τηγμένος ψευδάργυρος χρησιμοποιείται ως κάθοδος για ηλεκτρόλυση για την καθίζηση του σκανδίου στο ηλεκτρόδιο ψευδαργύρου.Στη συνέχεια, ο ψευδάργυρος εξατμίζεται για να ληφθεί μέταλλο σκάνδιο.Επιπλέον, είναι εύκολο να ανακτηθεί το σκάνδιο κατά την επεξεργασία του μεταλλεύματος για την παραγωγή στοιχείων ουρανίου, θορίου και λανθανιδίου.Η συνολική ανάκτηση του συνοδευτικού σκανδίου από ορυχεία βολφραμίου και κασσίτερου είναι επίσης σημαντική πηγή σκανδίου.Το σκάνδιο είναι κυρίως σε τρισθενή κατάσταση σε ενώσεις και οξειδώνεται εύκολαSc2O3στον αέρα, χάνει τη μεταλλική του λάμψη και μετατρέπεται σε σκούρο γκρι.Το σκάνδιο μπορεί να αντιδράσει με ζεστό νερό για να απελευθερώσει υδρογόνο και είναι εύκολα διαλυτό σε οξέα, καθιστώντας το ισχυρό αναγωγικό παράγοντα.Τα οξείδια και τα υδροξείδια του σκανδίου εμφανίζουν μόνο αλκαλικότητα, αλλά η άλας τους δύσκολα μπορεί να υδρολυθεί.Το χλωρίδιο του σκανδίου είναι ένας λευκός κρύσταλλος που είναι εύκολα διαλυτός στο νερό και μπορεί να διαλυθεί στον αέρα.Οι κύριες εφαρμογές του είναι οι εξής.
(1) Στη μεταλλουργική βιομηχανία, το σκάνδιο χρησιμοποιείται συχνά για την κατασκευή κραμάτων (πρόσθετα για κράματα) για τη βελτίωση της αντοχής, της σκληρότητας, της αντοχής στη θερμότητα και της απόδοσής τους.Για παράδειγμα, η προσθήκη μικρής ποσότητας σκανδίου σε λιωμένο σίδηρο μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τις ιδιότητες του χυτοσιδήρου, ενώ η προσθήκη μικρής ποσότητας σκανδίου στο αλουμίνιο μπορεί να βελτιώσει την αντοχή και τη θερμότητα του.
(2) Στην ηλεκτρονική βιομηχανία, το σκάνδιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως διάφορες συσκευές ημιαγωγών, όπως η εφαρμογή θειώδους σκανδίου σε ημιαγωγούς, το οποίο έχει προσελκύσει την προσοχή τόσο στο εσωτερικό όσο και στο διεθνές επίπεδο.Οι φερρίτες που περιέχουν σκάνδιο έχουν επίσης πολλά υποσχόμενες εφαρμογές σε μαγνητικούς πυρήνες υπολογιστών.
(3) Στη χημική βιομηχανία, οι ενώσεις σκανδίου χρησιμοποιούνται ως αποτελεσματικοί καταλύτες για την αφυδρογόνωση και την αφυδάτωση αλκοόλης στην παραγωγή αιθυλενίου και την παραγωγή χλωρίου από απόβλητα υδροχλωρικού οξέος.
(4) Στη βιομηχανία γυαλιού, μπορεί να κατασκευαστεί ειδικό γυαλί που περιέχει σκάνδιο.
(5) Στη βιομηχανία ηλεκτρικών πηγών φωτός, οι λαμπτήρες νατρίου σκανδίου που κατασκευάζονται από σκάνδιο και νάτριο έχουν τα πλεονεκτήματα της υψηλής απόδοσης και του θετικού χρώματος φωτός.
Το σκάνδιο υπάρχει στη φύση με τη μορφή του 15Sc και υπάρχουν επίσης 9 ραδιενεργά ισότοπα του σκανδίου, συγκεκριμένα το 40-44Sc και το 16-49Sc.Μεταξύ αυτών, το 46Sc έχει χρησιμοποιηθεί ως ιχνηθέτης σε χημικά, μεταλλουργικά και ωκεανογραφικά πεδία.Στην ιατρική, υπάρχουν επίσης μελέτες στο εξωτερικό που χρησιμοποιούν το 46Sc για τη θεραπεία του καρκίνου.
Ώρα δημοσίευσης: Απρ-19-2023