O consumo de terras raras nun país pode utilizarse para determinar o seu nivel industrial.Non se poden separar materiais, compoñentes e equipamentos altos, precisos e avanzados dos metais raros.Por que o mesmo aceiro fai que outros sexan máis resistentes á corrosión ca ti?É o mesmo fuso da máquina-ferramenta que outros son máis duradeiros e precisos ca ti?É tamén un só cristal que outros poden alcanzar unha temperatura elevada de 1650 ° C?Por que o vidro doutra persoa ten un índice de refracción tan alto?Por que Toyota pode alcanzar a eficiencia térmica dos automóbiles máis alta do mundo do 41%?Todos eles están relacionados coa aplicación de metais raros.
Metais de terras raras, tamén coñecidos como elementos de terras raras, son un termo colectivo para 17 elementos doescandio, itrio, e series de lantánidos do grupo IIIB da táboa periódica, normalmente representadas por R ou RE.O escandio e o itrio considéranse elementos de terras raras porque adoitan coexistir con elementos lantánidos nos depósitos minerais e teñen propiedades químicas similares.
A diferenza do seu nome indica, a abundancia de elementos de terras raras (excluíndo o prometio) na codia é bastante alta, co cerio ocupando o posto 25 na abundancia de elementos da codia, representando o 0,0068% (próximo ao cobre).Non obstante, debido ás súas propiedades xeoquímicas, os elementos das terras raras raramente se enriquecen a un nivel economicamente explotable.O nome dos elementos das terras raras deriva da súa escaseza.O primeiro mineral de terras raras descuberto polos humanos foi o mineral de silicio berilio itrio extraído dunha mina na aldea de Iterbi, Suecia, onde se orixinaron moitos nomes de elementos de terras raras.
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 das terras raras
En 1787, o sueco CA Arrhenius atopou un mineral negro metálico de terras raras inusual na pequena cidade de Ytterby, preto de Estocolmo.En 1794, o finlandés J. Gadolin illou unha nova substancia del.Tres anos máis tarde (1797), o sueco AG Ekeberg confirmou este descubrimento e chamou á nova substancia itria (terra de itrio) polo lugar onde foi descuberta.Posteriormente, en lembranza da gadolinita, este tipo de mineral foi denominado gadolinita.En 1803, os químicos alemáns MH Klaproth, os químicos suecos JJ Berzelius e W. Hisinger descubriron unha nova substancia, a ceria, a partir dun mineral (mineral de silicato de cerio).En 1839, o sueco CG Mosander descubriu o lantano.En 1843, Musander descubriu de novo o terbio e o erbio.En 1878, Swiss Marinac descubriu o iterbio.En 1879, os franceses descubriron o samario, os suecos o holmio e o tulio e os suecos o escandio.En 1880, Swiss Marinac descubriu o gadolinio.En 1885, o austríaco A. von Wels bach descubriu o praseodimio e o neodimio.En 1886, Bouvabadrand descubriu o disprosio.En 1901, o francés EA Demarcay descubriu o europio.En 1907, o francés G. Urban descubriu o lutecio.En 1947, estadounidenses como JA Marinsky obtiveron prometio dos produtos de fisión de uranio.Pasaron máis de 150 anos desde a separación da terra de itrio por Gadolin en 1794 ata a produción de prometio en 1947.
Aplicación de elementos de terras raras
Elementos de terras rarascoñécense como "vitaminas industriais" e teñen excelentes propiedades magnéticas, ópticas e eléctricas insubstituíbles, xogando un papel importante na mellora do rendemento do produto, aumentando a variedade de produtos e mellorando a eficiencia da produción.Debido ao seu gran efecto e a súa 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.Foron moi utilizados en campos como metalurxia, militar, petroquímica, vitrocerámica, agricultura e novos materiais.
Industria metalúrxica
Terra raraaplícase no campo metalúrxico desde hai máis de 30 anos, e formou tecnoloxías e procesos relativamente maduros.A aplicación de terras raras en aceiro e metais non férreos é un campo amplo e amplo con amplas perspectivas.A adición de metais de terras raras, fluoruros e siliciuros ao aceiro pode desempeñar un papel no refino, a desulfuración, a neutralización de impurezas nocivas de baixo punto de fusión e a mellora do rendemento de procesamento do aceiro;A aliaxe de ferro de silicio de terras raras e a aliaxe de magnesio de silicio de terras raras úsanse como axentes esferoidizantes para producir ferro dúctil de terras raras.Debido á súa especial idoneidade para a produción de pezas complexas de fundición dúctil con requisitos especiais, este tipo de fundición dúctil é moi utilizada en industrias de fabricación mecánica como automóbiles, tractores e motores diésel;Engadir metais de terras raras ás aliaxes non férreas como magnesio, aluminio, cobre, cinc e níquel pode mellorar as propiedades físicas e químicas da aliaxe, así como mellorar a súa temperatura ambiente e as súas propiedades mecánicas a altas temperaturas.
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 do aceiro, aliaxes de aluminio, aliaxes de magnesio e aliaxes de titanio utilizados 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 supercondutividade.Unha vez que a tecnoloxía de terras raras se utilice no exército, inevitablemente producirá un salto na tecnoloxía militar.En certo sentido, o control esmagador do exército estadounidense 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 terras raras, como o Superman.
Industria petroquímica
Os elementos de terras raras poden usarse para fabricar catalizadores de peneira molecular na industria petroquímica, con vantaxes como unha alta actividade, unha boa selectividade e unha forte resistencia á intoxicación por metais pesados.Por iso, substituíron os catalizadores de silicato de aluminio para os procesos de craqueo catalítico de petróleo;No proceso de produción de amoníaco sintético, úsase unha pequena cantidade de nitrato de terras raras como cocatalizador e a súa capacidade de procesamento de gas é 1,5 veces maior que a do catalizador de níquel aluminio;No proceso de síntese de caucho cis-1,4-polibutadieno e caucho isopreno, o produto obtido mediante un catalizador de triisobutil de aluminio de cicloalcanoato de terras raras ten un excelente rendemento, con vantaxes como a suspensión do adhesivo do equipo, un funcionamento estable e un curto proceso de post-tratamento. ;Os óxidos compostos de terras raras tamén se poden usar como catalizadores para purificar os gases de escape dos motores de combustión interna e o naftenato de cerio tamén se pode usar como axente de secado da pintura.
Vitrocerámica
A aplicación de elementos de terras raras na industria de vidro e cerámica de China aumentou a un ritmo medio do 25% desde 1988, chegando a aproximadamente 1600 toneladas en 1998. A cerámica de vidro de terras raras non só son materiais básicos tradicionais para a industria e a vida cotiá, senón tamén membro principal do campo da alta tecnoloxía.Os óxidos de terras raras ou os concentrados de terras raras procesados pódense usar amplamente como po de pulido para vidro óptico, lentes de gafas, tubos de imaxe, tubos de osciloscopio, vidro plano, vaixelas de plástico e metal;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;Engadindo óxidos de terras raras pódese producir vidro óptico e vidro especial para diferentes fins, incluíndo vidro que pode absorber raios ultravioleta, vidro resistente ao ácido e á calor, vidro resistente aos raios X, etc.Engadir elementos de terras raras aos esmaltes de cerámica e porcelana pode reducir a fragmentación dos esmaltes e facer que os produtos presenten diferentes cores e brillos, o que os fai moi utilizados na industria cerámica.
Agricultura
Os resultados da investigación indican que os elementos de terras raras poden aumentar o contido de clorofila das plantas, mellorar a fotosíntese, promover o desenvolvemento das raíces e aumentar a absorción de nutrientes polas raíces.Os elementos de terras raras tamén poden promover a xerminación das sementes, aumentar a taxa de xerminación das sementes e promover o crecemento das mudas.Ademais das principais funcións mencionadas anteriormente, tamén ten a capacidade de mellorar a resistencia ás enfermidades, ao frío e á seca de certos cultivos.Numerosos estudos tamén demostraron que o uso de concentracións axeitadas de elementos de terras raras pode promover a absorción, transformación e utilización de nutrientes polas plantas.A pulverización de elementos de terras raras pode aumentar o contido de Vc, o contido total de azucre e a proporción de ácido de azucre das mazás e os cítricos, promovendo a cor das froitas e a maduración temperá.E pode suprimir a intensidade respiratoria durante o almacenamento e reducir a taxa de descomposición.
Novo campo de materiais
O material de imán permanente de ferro de neodimio e boro de terras raras, con alta remanencia, alta coercitividade e produto de alta enerxía magnética, é amplamente utilizado nas industrias electrónicas e aeroespaciales e na condución de turbinas eólicas (especialmente axeitado para centrais eléctricas offshore);Os monocristais de ferrita tipo granate e os policristais formados pola combinación de óxidos puros de terras raras e óxido férrico pódense usar nas industrias de microondas e electrónica;O granate de aluminio de itrio e o vidro de neodimio feitos de óxido de neodimio de alta pureza pódense usar como materiais láser sólidos;Os hexaboruros de terras raras poden usarse como materiais catódicos para a emisión de electróns;O lantano níquel metal é un material de almacenamento de hidróxeno recentemente desenvolvido na década de 1970;O cromato de lantano é un material termoeléctrico de alta temperatura;Na actualidade, países de todo o mundo lograron avances no desenvolvemento de materiais supercondutores mediante o uso de óxidos a base de bario modificados con elementos de osíxeno de cobre itrio bario, que poden obter supercondutores no rango de temperatura do nitróxeno líquido.Ademais, as terras raras utilízanse amplamente en fontes de iluminación mediante métodos como o po fluorescente, o po fluorescente de pantalla intensificador, o po fluorescente de tres cores primarias e o po de lámpada de copia (pero debido ao alto custo causado polo aumento dos prezos das terras raras). as súas aplicacións en iluminación van diminuíndo paulatinamente), así como produtos electrónicos como televisores de proxección e tabletas;Na agricultura, a aplicación de trazas de nitrato de terras raras aos cultivos de campo pode aumentar o seu rendemento nun 5-10%;Na industria téxtil lixeira, os cloruros de terras raras tamén se usan amplamente no curtido de peles, tingimento de peles, tingimento de la e tingimento de alfombras;Os elementos de terras raras poden usarse en convertidores catalíticos de automóbiles para converter os principais contaminantes en compostos non tóxicos durante o escape do motor.
Outras aplicacións
Os elementos de terras raras tamén se aplican a varios produtos dixitais, incluídos os audiovisuais, a fotografía e os dispositivos de comunicación, que cumpren varios requisitos, como un tempo de uso máis pequeno, máis rápido, máis lixeiro, máis longo e aforro de enerxía.Ao mesmo tempo, tamén se aplicou a múltiples campos como a enerxía verde, a saúde, a depuración de auga e o transporte.
Hora de publicación: 16-ago-2023