La consommation de terres rares dans un pays peut être utilisée pour déterminer son niveau industriel. Tous les matériaux, composants et équipements élevés, précis et avancés ne peuvent pas être séparés des métaux rares. Pourquoi est-ce que le même acier rend les autres plus résistants à la corrosion que vous? Est-ce la même broche de machine-outil que les autres sont plus durables et précis que vous? Est-ce aussi un seul cristal que d'autres peuvent atteindre une température élevée de 1650 ° C? Pourquoi le verre de quelqu'un d'autre a-t-il un indice de réfraction aussi élevé? Pourquoi Toyota peut-il réaliser l'efficacité thermique de voiture la plus élevée au monde de 41%? Ceux-ci sont tous liés à l'application de métaux rares.
Métaux de terres rares, également connu sous le nom d'éléments de terres rares, sont un terme collectif pour 17 éléments duscandium, yttriumet série de lanthanides dans le groupe périodique du tableau IIIB, généralement représenté par R ou Re. Le scandium et l'yttrium sont considérés comme des éléments de terres rares car ils coexistent souvent avec des éléments de lanthanure dans les dépôts minéraux et ont des propriétés chimiques similaires.
Contrairement à son nom implique, l'abondance d'éléments de terres rares (à l'exclusion du prométhium) dans la croûte est assez élevée, avec du cérium classant 25e dans l'abondance d'éléments crustaux, représentant 0,0068% (près du cuivre). Cependant, en raison de ses propriétés géochimiques, les éléments de terres rares sont rarement enrichis à un niveau économiquement exploitable. Le nom des éléments de terres rares est dérivé de leur rareté. Le premier minéral de terres rares découvert par les humains a été le minerai de silicium Beryllium yttrium extrait d'une mine dans le village d'Iterbi, en Suède, où de nombreux noms d'éléments de terres rares sont originaires.
Leurs noms et symboles chimiques sontSC, Y, LA, CE, PR, ND, PM, SM, EU, GD, TB, DY, HO, ER, TM, YB, YB ET LU. Leur nombre atomique est de 21 (SC), 39 (y), 57 (LA) à 71 (LU).
L'histoire de la découverte des éléments de terres rares
En 1787, Ca Arrhenius suédois trouva un minerai noir inhabituel en métal rare dans la petite ville de Ytterby près de Stockholm. En 1794, Finnish J. Gadolin en a isolé une nouvelle substance. Trois ans plus tard (1797), Ag Ekeberg suédois a confirmé cette découverte et a nommé la nouvelle substance Yttria (Yttrium Earth) après l'endroit où il a été découvert. Plus tard, à la mémoire de la gadolinite, ce type de minerai était appelé gadolinite. En 1803, les chimistes allemands MH Klaproth, les chimistes suédois JJ Berzelius et W. Hisinger ont découvert une nouvelle substance - Ceria - d'un minerai (minerai de silicate de cerium). En 1839, le Suédois CG Mosander a découvert Lanthanum. En 1843, Musander a de nouveau découvert le terbium et l'erbium. En 1878, Swiss Marinac a découvert Ytterbium. En 1879, les Français ont découvert le Samarium, le suédois a découvert l'Holmium et le thulium, et le Suédois a découvert le scandium. En 1880, Swiss Marinac a découvert le gadolinium. En 1885, l'Autrichien A. von Wels Bach a découvert le praseodymium et le néodyme. En 1886, Bouvabadrand a découvert le dysprosium. En 1901, l'homme français EA DeMarcay a découvert Europium. En 1907, le Français G. Urban a découvert le lutétium. En 1947, des Américains tels que JA Marinsky ont obtenu le prométhium des produits de fission d'uranium. Il a fallu plus de 150 ans de la séparation de la Terre de Yttrium par la gadoline en 1794 à la production de prométhium en 1947.
Application d'éléments de terres rares
Éléments de terres raressont connus sous le nom de «vitamines industrielles» et ont des propriétés magnétiques, optiques et électriques irremplaçables, jouant un rôle énorme dans l'amélioration des performances des produits, l'augmentation de la variété des produits et l'amélioration de l'efficacité de la production. En raison de son grand effet et de son faible dose, les terres rares sont devenues un élément important pour améliorer la structure des produits, augmenter le contenu technologique et promouvoir les progrès technologiques de l'industrie. Ils ont été largement utilisés dans des domaines tels que la métallurgie, les militaires, la pétrochimie, la céramique en verre, l'agriculture et les nouveaux matériaux.
Industrie métallurgique
Terres raresest appliqué dans le domaine métallurgique depuis plus de 30 ans et a formé des technologies et des processus relativement matures. L'application de terres rares dans l'acier et les métaux non ferreuses est un champ large et varié avec de larges perspectives. L'ajout de métaux de terres rares, de fluorures et de silicides à l'acier peut jouer un rôle dans le raffinage, la désulfurisation, la neutralisation des impuretés nocives de point de fusion et l'amélioration des performances de traitement de l'acier; L'alliage de fer de silicium en terres rares et les alliages de magnésium en silicium en terres rares sont utilisés comme agents sphéroïdisants pour produire du fer ductile rare terrien. En raison de leur aptitude particulière pour produire des pièces de fer ductile complexes avec des exigences spéciales, ce type de fer ductile est largement utilisé dans les industries de fabrication mécanique telles que les automobiles, les tracteurs et les moteurs diesel; L'ajout de métaux des terres rares à des alliages non ferreux tels que le magnésium, l'aluminium, le cuivre, le zinc et le nickel peut améliorer les propriétés physiques et chimiques de l'alliage, ainsi que d'améliorer la température de son rôle et les propriétés mécaniques à haute température.
Champ militaire
En raison de ses excellentes propriétés physiques telles que la photoélectricité et le magnétisme, les terres rares peuvent former une grande variété de nouveaux matériaux avec différentes propriétés et améliorer considérablement la qualité et les performances d'autres produits. Par conséquent, il est connu sous le nom de «l'or industriel». Premièrement, l'ajout de terres rares peut améliorer considérablement les performances tactiques de l'acier, des alliages en aluminium, des alliages de magnésium et des alliages de titane utilisés dans la fabrication de réservoirs, d'avions et de missiles. De plus, les terres rares peuvent également être utilisées comme lubrifiants pour de nombreuses applications de haute technologie telles que l'électronique, les lasers, l'industrie nucléaire et la supraconductivité. Une fois que la technologie des terres rares est utilisée dans l'armée, elle produira inévitablement un saut dans la technologie militaire. Dans un certain sens, le contrôle écrasant de l'armée américaine dans plusieurs guerres locales après la guerre froide, ainsi que sa capacité à tuer ouvertement des ennemis en toute impunité, découle de sa technologie de terres rares, comme le Superman.
Industrie pétrochimique
Des éléments de terres rares peuvent être utilisés pour fabriquer des catalyseurs de tamis moléculaires dans l'industrie pétrochimique, avec des avantages tels qu'une activité élevée, une bonne sélectivité et une forte résistance à l'empoisonnement aux métaux lourds. Par conséquent, ils ont remplacé les catalyseurs de silicate en aluminium pour les processus de craquage catalytique du pétrole; Dans le processus de production de l'ammoniac synthétique, une petite quantité de nitrate de terres rares est utilisée comme cocatalyseur, et sa capacité de traitement du gaz est 1,5 fois plus grande que celle du catalyseur en aluminium nickel; Dans le processus de synthèse du caoutchouc CIS-1,4-polybutadiène et du caoutchouc isoprène, le produit obtenu en utilisant un catalyseur en aluminium triisobutyle de terres rares a d'excellentes performances, avec des avantages tels que moins de suspension d'adhésif d'équipement, un fonctionnement stable et un processus post-traitement court; Les oxydes composites de terres rares peuvent également être utilisés comme catalyseurs pour purifier les gaz d'échappement des moteurs à combustion interne, et le naphthénate de cérium peut également être utilisé comme agent de séchage de peinture.
Verre-céramique
L'application d'éléments de terres rares dans l'industrie du verre et de la céramique de la Chine a augmenté à un taux moyen de 25% depuis 1988, atteignant environ 1600 tonnes en 1998. Les céramiques en verre de terres rares ne sont pas seulement des matériaux de base traditionnels pour l'industrie et la vie quotidienne, mais aussi un membre majeur du domaine de haute technologie. Les oxydes de terres rares ou les concentrés de terres rares transformées peuvent être largement utilisés comme poudres de polissage pour le verre optique, les lentilles de spectacle, les tubes d'image, les tubes d'oscilloscope, le verre plat, le plastique et la vaisselle en métal; Dans le processus de verre à la fusion, le dioxyde de cérium peut être utilisé pour avoir un fort effet d'oxydation sur le fer, réduisant la teneur en fer dans le verre et atteignant l'objectif d'éliminer la couleur verte du verre; L'ajout d'oxydes de terres rares peut produire du verre optique et du verre spécial à différentes fins, y compris le verre qui peut absorber les rayons ultraviolets, le verre résistant à l'acide et la chaleur, le verre résistant aux rayons X, etc. L'ajout d'éléments de terres rares aux glaçures en céramique et en porcelaine peut réduire la fragmentation des émaux et faire en sorte que les produits présentent des couleurs et des brillants, ce qui les rend largement utilisés dans l'industrie de la céramique.
Agriculture
Les résultats de la recherche indiquent que les éléments de terres rares peuvent augmenter la teneur en chlorophylle des plantes, améliorer la photosynthèse, favoriser le développement des racines et augmenter l'absorption des nutriments par les racines. Les éléments des terres rares peuvent également favoriser la germination des graines, augmenter le taux de germination des graines et favoriser la croissance des semis. En plus des principales fonctions mentionnées ci-dessus, il a également la capacité d'améliorer la résistance à la maladie, la résistance au froid et la résistance à la sécheresse de certaines cultures. De nombreuses études ont également montré que l'utilisation de concentrations appropriées d'éléments de terres rares peut favoriser l'absorption, la transformation et l'utilisation des nutriments par les plantes. La pulvérisation d'éléments de terres rares peut augmenter la teneur en VC, la teneur en sucre totale et le rapport d'acide sucre des pommes et des agrumes, favorisant la coloration des fruits et la maturation précoce. Et il peut supprimer l'intensité respiratoire pendant le stockage et réduire le taux de décroissance.
Nouveau champ de matériaux
Le matériau permanent permanent du bore de fer rare terres, avec une forte rémanence, une forte coercivité et un produit à énergie magnétique élevée, est largement utilisé dans les industries électroniques et aérospatiales et conduisant des éoliennes (particulièrement adaptées aux centrales électriques offshore); Des monocristaux de ferrite de type grenat et des polycristals formés par la combinaison d'oxydes de terres rares purs et d'oxyde ferrique peuvent être utilisés dans les industries micro-ondes et électroniques; Le grenat en aluminium d'yttrium et le verre néodyme en oxyde de néodyme de haute pureté peuvent être utilisés comme matériaux laser solides; Les hexaborures de terres rares peuvent être utilisés comme matériaux de cathode pour les émissions d'électrons; Le métal nickel de lanthane est un nouvel matériau d'hydrogène dans les années 1970; Le chromate de lanthane est un matériau thermoélectrique à haute température; À l'heure actuelle, les pays du monde entier ont fait des percées dans le développement de matériaux supraconducteurs en utilisant des oxydes à base de baryum modifiés avec des éléments d'oxygène de cuivre de Yttrium barium, qui peuvent obtenir des supraconducteurs dans la plage de température de l'azote liquide. De plus, les terres rares sont largement utilisées dans les sources d'éclairage d'éclairage à travers des méthodes telles que la poudre fluorescente, l'intensification de la poudre fluorescente à écran, trois poudre fluorescente de couleur primaire et la poudre de lampe à copier (mais en raison du coût élevé causé par la hausse des prix des terres rares, leurs applications dans l'éclairage diminuent progressivement), ainsi que des produits électroniques tels que les téléviseurs et les tablettes de projection; Dans l'agriculture, l'application de traces de nitrate de terres rares aux cultures de terrain peut augmenter leur rendement de 5 à 10%; Dans l'industrie textile légère, les chlorures de terres rares sont également largement utilisés dans la fourrure de bronzage, la teinture de la fourrure, la teinture de la laine et la teinture des tapis; Des éléments de terres rares peuvent être utilisés dans les convertisseurs catalytiques automobiles pour convertir les principaux polluants en composés non toxiques pendant l'échappement du moteur.
Autres applications
Des éléments de terres rares sont également appliqués à divers produits numériques, notamment des dispositifs audiovisuels, de la photographie et de la communication, répondant à plusieurs exigences telles que des exigences plus petites, plus rapides, plus légères et plus longues et la conservation de l'énergie. Dans le même temps, il a également été appliqué à plusieurs domaines tels que l'énergie verte, les soins de santé, la purification de l'eau et le transport.
Heure du poste: août 16-2023