O consumo de terras raras nun país pódese usar para determinar o seu nivel industrial. Os materiais, compoñentes e equipos altos, precisos e avanzados non se poden separar dos metais raros. Por que o mesmo aceiro fai que outros sexan máis resistentes á corrosión ca ti? ¿É o mesmo fuso de máquinas -ferramenta que outros son máis duradeiros e precisos ca ti? ¿É tamén un único cristal que outros poden alcanzar unha temperatura alta de 1650 ° C? Por que o vidro doutra persoa ten un índice de refracción tan elevado? Por que Toyota pode lograr a eficiencia térmica do coche máis alto do mundo do 41%? Todos están relacionados coa aplicación de metais raros.
Metais da terra rara, tamén coñecido como elementos de terra rara, son un termo colectivo para 17 elementos doScandium, yttrium, e series lantánidas no grupo periódico da táboa IIIB, normalmente representados por R ou Re. Scandium e Yttrium considéranse elementos da Terra rara porque a miúdo conviven con elementos lantánidos en depósitos de minerais e teñen propiedades químicas similares.
A diferenza do seu nome implica, a abundancia de elementos da Terra rara (excluíndo o prometio) na codia é bastante elevada, sendo o 25º posto de CERIUM na abundancia de elementos de codia, representando o 0,0068% (preto do cobre). Non obstante, debido ás súas propiedades xeoquímicas, os elementos da Terra rara raramente se enriquecen ata un nivel económico explotable. O nome dos elementos da Terra rara deriva da súa escaseza. O primeiro mineral de terra rara descuberto polos humanos foi o mineral de berilio de silicio extraído dunha mina na aldea de Iterbi, Suecia, onde se orixinaron moitos nomes de elementos de terra rara.
Os seus nomes e símbolos químicos sonSC, Y, LA, CE, PR, ND, PM, SM, EU, GD, TB, DY, HO, ER, TM, YB, YB, e LU. Os seus números atómicos son 21 (SC), 39 (Y), 57 (LA) a 71 (LU).
A historia do descubrimento dos elementos da Terra rara
En 1787, o sueco Ca Arrhenius atopou un inusual mineral negro de metal de terra rara na pequena cidade de Ytterby preto de Estocolmo. En 1794, o finlandés J. Gadolin illou unha nova sustancia dela. Tres anos despois (1797), o sueco AG Ekeberg confirmou este descubrimento e nomeou a nova sustancia Yttria (Yttrium Earth) despois do lugar onde foi descuberto. Máis tarde, en memoria da gadolinita, este tipo de mineral chamábase gadolinita. En 1803, os químicos alemáns MH Klaproth, os químicos suecos JJ Berzelius e W. Hisinger descubriron unha nova sustancia - ceria - dun mineral de mineral de cerio). En 1839, o sueco CG Mosander descubriu Lanthanum. En 1843, Musander descubriu de novo a Terbium e Erbium. En 1878, Suíza Marinac descubriu a Ytterbium. En 1879, os franceses descubriron Samarium, o sueco descubriu Holmium e Thulium, e o sueco descubriu Scandium. En 1880, Suíza Marinac descubriu o gadolinio. En 1885, austríaca A. Von Wels Bach descubriu praseodimio e neodimio. En 1886, Bouvabadrand descubriu o disprosio. En 1901, o home francés EA DeMarcay descubriu Europium. En 1907, o home francés G. Urban descubriu a Lutetium. En 1947, estadounidenses como JA Marinsky obtiveron Prometium de produtos de fisión de uranio. Tardaron máis de 150 anos desde a separación de Yttrium Terra por Gadolin en 1794 ata a produción de Promethium en 1947.
Aplicación de elementos da Terra rara
Elementos da Terra rarason coñecidos como "vitaminas industriais" e teñen excelentes propiedades magnéticas, ópticas e eléctricas insubstituíbles, desempeñan un papel enorme na mellora do rendemento do produto, aumentando a variedade de produtos e mellorando a eficiencia da produción. Debido ao seu gran efecto e baixa dosificación, as terras raras convertéronse nun elemento importante para mellorar a estrutura do produto, aumentar o contido tecnolóxico e promover o progreso tecnolóxico da industria. Eles foron moi utilizados en campos como metalurxia, militares, petroquímicos, cerámica de vidro, agricultura e novos materiais.
Industria metalúrxica
Terra raraaplicouse no campo metalúrxico durante máis de 30 anos e formou tecnoloxías e procesos relativamente maduros. A aplicación de terra rara en aceiro e metais non férreos é un campo grande e amplo con amplas perspectivas. A adición de metais de terra rara, fluoruros e silicidas ao aceiro pode desempeñar un papel na perfeccionamento, desulfurización, neutralizar as impurezas nocivas do punto de fusión e mellorar o rendemento de procesamento do aceiro; A aliaxe de ferro de silicio da terra rara e a aliaxe de magnesio de silicio da terra rara úsanse como axentes esferoidizantes para producir ferro dúctil da terra rara. Debido á súa especial idoneidade para producir pezas de ferro dúctil complexas con requisitos especiais, este tipo de ferro dúctil é amplamente utilizado en industrias de fabricación mecánica como automóbiles, tractores e motores diésel; Engadindo metais de terra rara a aliaxes non férreas como magnesio, aluminio, cobre, cinc e níquel pode mellorar as propiedades físicas e químicas da aleación, así como mellorar a temperatura ambiente e as propiedades mecánicas de alta temperatura.
Campo militar
Debido ás súas excelentes propiedades físicas como a fotoelectricidade e o magnetismo, as terras raras poden formar unha gran variedade de novos materiais con diferentes propiedades e mellorar moito a calidade e o rendemento doutros produtos. Polo tanto, coñécese como "ouro industrial". En primeiro lugar, a adición de terras raras pode mellorar significativamente o rendemento táctico de aceiro, aliaxes de aluminio, aliaxes de magnesio e aliaxes de titanio empregadas na fabricación de tanques, avións e mísiles. Ademais, as terras raras tamén se poden usar como lubricantes para moitas aplicacións de alta tecnoloxía como electrónica, láseres, industria nuclear e superconductividade. Unha vez que a tecnoloxía da Terra rara se use en militares, inevitablemente dará un salto na tecnoloxía militar. En certo sentido, o esmagador control dos militares estadounidenses en varias guerras locais despois da guerra fría, así como a súa capacidade para matar abertamente aos inimigos con impunidade, deriva da súa tecnoloxía de terra rara, como o Superman.
Industria petroquímica
Os elementos da terra rara pódense usar para facer catalizadores de peneira molecular na industria petroquímica, con vantaxes como alta actividade, boa selectividade e forte resistencia á intoxicación por metais pesados. Polo tanto, substituíron os catalizadores de silicato de aluminio por procesos de craqueo catalítico de petróleo; No proceso de produción de amoníaco sintético, úsase unha pequena cantidade de nitrato de terra rara como cocatalizador e a súa capacidade de procesamento de gas é 1,5 veces maior que a do catalizador de aluminio de níquel; No proceso de sintetización de caucho cis-1,4-polibutadieno e caucho de isopreno, o produto obtido usando un catalizador de triisobutilo de triisobutilo de triisobutil de triisobutilo de terra rara, ten un excelente rendemento, con vantaxes como menos pendurado de adhesivos, operación estable e un curto proceso post-tratamento; Os óxidos de terra rara composta tamén se poden usar como catalizadores para purificar o gas de escape dos motores de combustión interna, e o naftenato de cerio tamén se pode usar como axente de secado de pintura.
Vidro-cerámico
A aplicación de elementos da Terra rara na industria de vidro e cerámica de China aumentou a unha taxa media do 25% desde 1988, alcanzando aproximadamente 1600 toneladas en 1998. A cerámica de vidro de terra rara non só son materiais básicos tradicionais para a industria e a vida diaria, senón tamén un importante membro do campo de alta tecnoloxía. Os óxidos de terra rara ou os concentrados de terra rara procesados poden usarse amplamente como polvos de pulido para vidro óptico, lentes de espectáculos, tubos de imaxe, tubos de osciloscopio, vidro plano, plástico e louza metálica; No proceso de fusión do vidro, o dióxido de cerio pódese usar para ter un forte efecto de oxidación sobre o ferro, reducindo o contido de ferro no vidro e logrando o obxectivo de eliminar a cor verde do vidro; Engadir óxidos de terra rara pode producir vidro óptico e vidro especial para diferentes fins, incluído o vidro que pode absorber os raios ultravioleta, o vaso resistente ao ácido, o vidro resistente aos raios X, etc. Engadir elementos de terra rara a esmalte de cerámica e de porcelana pode reducir a fragmentación de esmalte e facer que os produtos presentes diferentes cores e glosas, tornándoas moi utilizadas na industria cerámica.
Agricultura
Os resultados da investigación indican que os elementos da Terra rara poden aumentar o contido de clorofila das plantas, mellorar a fotosíntese, promover o desenvolvemento da raíz e aumentar a absorción de nutrientes por raíces. Os elementos da Terra rara tamén poden promover a xerminación das sementes, aumentar a taxa de xerminación das sementes e promover o crecemento das plántulas. Ademais das principais funcións mencionadas anteriormente, tamén ten a capacidade de mellorar a resistencia á enfermidade, a resistencia ao frío e a resistencia á seca de certos cultivos. Numerosos estudos demostraron tamén que o uso de concentracións apropiadas de elementos de terra rara pode promover a absorción, transformación e utilización de nutrientes por parte das plantas. Pulverizar elementos de terra rara pode aumentar o contido de VC, o contido total de azucre e a relación de ácido de azucre de mazá e cítricos, promovendo a cor de froitas e a maduración temperá. E pode suprimir a intensidade respiratoria durante o almacenamento e reducir a taxa de descomposición.
Novo campo de materiais
Material de imán permanente de boro de ferro de ferro de terras raras, con alta remanencia, alta coercitividade e produto de alta enerxía magnética, é amplamente utilizado nas industrias electrónicas e aeroespaciais e a aeroxeradores de condución (especialmente adecuados para centrais eléctricas offshore); Pódese usar cristais e policristales de ferrita tipo granate formado pola combinación de óxidos de terra rara pura e óxido férrico nas industrias de microondas e electrónicas; O granate de aluminio de Yttrium e o vidro de neodimio feito de óxido de neodimio de alta pureza pódense usar como materiais láser sólidos; Os hexaborides de terra rara pódense usar como materiais cátodos para a emisión de electróns; Lanthanum Nickel Metal é un material de almacenamento de hidróxeno recentemente desenvolvido nos anos 70; O cromato de lantán é un material termoeléctrico de alta temperatura; Na actualidade, os países de todo o mundo realizaron avances no desenvolvemento de materiais superconductores mediante óxidos a base de bario modificados con elementos de osíxeno de cobre de bario Yttrium, que poden obter supercondutores no rango de temperatura de nitróxeno líquido. Ademais, as terras raras son amplamente utilizadas para iluminar fontes de luz a través de métodos como o po fluorescente, intensificar o po fluorescente de pantalla, tres po primarias en po fluorescente e copiar en po (pero debido ao elevado custo causado polo aumento dos prezos da terra rara, as súas aplicacións na iluminación son diminuíndo gradualmente), así como produtos electrónicos como televisión e propósitos; Na agricultura, aplicar cantidades de rastro de nitrato de terra rara nos cultivos de campo pode aumentar o seu rendemento nun 5-10%; Na industria téxtil lixeira, os cloruros de terra rara tamén son moi utilizados en bronceado, tinguidura de peles, tinguidura de la e tinguidura de alfombras; Os elementos da terra rara pódense usar en convertedores catalíticos de automoción para converter os principais contaminantes en compostos non tóxicos durante o escape do motor.
Outras aplicacións
Os elementos da Terra rara tamén se aplican a varios produtos dixitais, incluíndo dispositivos audiovisuais, fotografía e comunicación, cumprindo múltiples requisitos como pequenos, máis rápidos, máis lixeiros, tempo de uso máis longo e conservación de enerxía. Ao mesmo tempo, tamén se aplicou a varios campos como a enerxía verde, a asistencia sanitaria, a purificación de auga e o transporte.
Tempo de publicación: 16 de agosto-2023