Konzumiranje rijetkih zemalja u zemlji može se koristiti za određivanje njegove industrijske razine. Bilo koji visoki, precizni i napredni materijali, komponente i oprema ne mogu se odvojiti od rijetkih metala. Zašto isti čelik čini druge otpornije na koroziju od vas? Je li to isto strojno vreteno od alata da su drugi izdržljiviji i precizniji od vas? Je li i jedan kristal da drugi mogu dostići visoku temperaturu od 1650 ° C? Zašto tuđa stakla ima tako visoki indeks loma? Zašto Toyota može postići najveću toplinsku učinkovitost automobila od 41%na svijetu? Sve su povezane s primjenom rijetkih metala.
Rijetki metali Zemlje, također poznati kao rijetki elementi Zemlje, kolektivni su izraz za 17 elemenataskandijum, vitrija, i serija lanthanida u periodičnoj tablici IIIB, obično zastupljena s R ili Re. Scandium i ytrium smatraju se rijetkim zemaljskim elementima jer često koegzistiraju s lantanidnim elementima u mineralnim naslagama i imaju slična kemijska svojstva.
Za razliku od njegovog imena, obilje elemenata rijetkih zemalja (isključujući Promethium) u kore je prilično visoko, s tim da je cerijski rangiran na 25. mjesto u obilju crustalnih elemenata, što čini 0,0068% (blizu bakra). Međutim, zbog svojih geokemijskih svojstava, rijetki se zemaljski elementi rijetko obogaćuju na ekonomski iskorištavajuću razinu. Naziv rijetkih zemaljskih elemenata potječe iz njihove oskudice. Prvi mineral rijetke zemlje koji su otkrili ljudi bio je silicijski berilij ytrium ruda izvađena iz rudnika u selu Iterbi u Švedskoj, gdje su nastala mnoga imena rijetkih zemaljskih elemenata.
Njihova imena i kemijski simboli suSC, Y, LA, CE, PR, ND, PM, SM, EU, GD, TB, DY, HO, ER, TM, YB, YB I LU. Njihovi atomski brojevi su 21 (SC), 39 (y), 57 (la) do 71 (LU).
Povijest otkrića rijetkih zemaljskih elemenata
1787. švedski CA Arrhenius pronašao je neobičnu rijetku zemaljsku metalnu crnu rudu u malom gradu Ytterby u blizini Stockholma. 1794. finski J. Gadolin izolirao je novu tvar iz nje. Tri godine kasnije (1797.), švedski Ag Ekeberg potvrdio je ovo otkriće i nazvao novu tvar Ytria (Ytrium Earth) nakon mjesta na kojem je otkriveno. Kasnije, u sjećanju na gadolinit, ova vrsta rude zvala se gadolinit. 1803. njemački kemičari MH Klaproth, švedski kemičari JJ Berzelius i W. Hidinger otkrili su novu supstancu - Ceria - iz rude (cerijska silikatna ruda). 1839. godine Šveđanin CG Mosander otkrio je Lantanum. Musander je 1843. ponovno otkrio Terbium i Erbium. 1878. Swiss Marinac otkrio je Ytterbium. Francuzi su 1879. otkrili Samarium, Švedski su otkrili Holmium i Thulium, a Švedski je otkrio skandij. 1880. švicarski Marinac otkrio je gadolinium. 1885. Austrijanac A. von Wels Bach otkrio je Praseodimium i Neodimium. 1886. Bouvabadrand je otkrio disprozij. 1901. Francuz EA DeMarcay otkrio je Europium. 1907. Francuz G. Urban otkrio je lutetium. Godine 1947. Amerikanci poput Ja Marinsky dobili su Promethium od proizvoda fisije urana. Prošlo je 150 godina od razdvajanja Ytrium Zemlje gadolinom 1794. do proizvodnje Promethium 1947.
Primjena rijetkih zemaljskih elemenata
Rijetki zemljani elementiPoznati su kao "industrijski vitamini" i imaju nezamjenjiva izvrsna magnetska, optička i električna svojstva, igrajući ogromnu ulogu u poboljšanju performansi proizvoda, povećanju raznolikosti proizvoda i poboljšanju učinkovitosti proizvodnje. Zbog svog velikog učinka i male doze, rijetke zemlje postale su važan element u poboljšanju strukture proizvoda, povećanju tehnološkog sadržaja i promicanju tehnološkog napretka u industriji. Naširoko su se koristili u poljima kao što su metalurgija, vojna, petrokemijska, staklena keramika, poljoprivreda i novi materijali.
Metalurška industrija
Rijetka zemljaprimjenjuje se u metalurškom polju više od 30 godina i formirao je relativno zrele tehnologije i procese. Primjena rijetke Zemlje u čeličnim i obojenim metalima veliko je i široko područje s širokim izgledima. Dodavanje rijetkih zemaljskih metala, fluorida i silicida čeliku može igrati ulogu u rafiniranju, desulfurizaciji, neutraliziranju štetnih nečistoća tališta niskog tališta i poboljšanju performansi obrade čelika; Rijedna silicijska legura silicija i rijetka silikonska legura silikona koriste se kao sferoidizirajuća sredstva za proizvodnju rijetkog duktilnog željeza. Zbog njihove posebne prikladnosti za proizvodnju složenih dijelova duktilnih željeza s posebnim potrebama, ova vrsta duktilnog željeza široko se koristi u mehaničkim proizvodnim industrijama kao što su automobili, traktori i dizelski motori; Dodavanje rijetkih zemaljskih metala u obojene legure kao što su magnezij, aluminij, bakar, cink i nikl može poboljšati fizička i kemijska svojstva legure, kao i poboljšati njegova sobna temperatura i mehanička svojstva visoke temperature.
Vojno polje
Zbog izvrsnih fizičkih svojstava poput fotoelektričnosti i magnetizma, rijetke zemlje mogu tvoriti širok izbor novih materijala s različitim svojstvima i uvelike poboljšati kvalitetu i performanse drugih proizvoda. Stoga je poznat kao "industrijsko zlato". Prvo, dodavanje rijetkih Zemlja može značajno poboljšati taktičke performanse čelika, aluminijskih legura, legura magnezija i legura titana koji se koriste u proizvodnji tenkova, zrakoplova i raketa. Osim toga, rijetke se Zemlje mogu koristiti i kao maziva za mnoge visokotehnološke aplikacije kao što su elektronika, laseri, nuklearna industrija i superprovodljivost. Jednom kada se rijetka tehnologija Zemlje koristi u vojsci, neizbježno će donijeti skok u vojnoj tehnologiji. U određenom smislu, neodoljiva kontrola američke vojske u nekoliko lokalnih ratova nakon hladnog rata, kao i njegova sposobnost da nekažnjeno ubija neprijatelje, proizlazi iz njegove rijetke Zemljine tehnologije, poput Supermana.
Petrokemijska industrija
Rijetki zemljani elementi mogu se koristiti za izradu katalizatora molekularnih sita u petrokemijskoj industriji, s prednostima kao što su visoka aktivnost, dobra selektivnost i snažna otpornost na trovanje teških metala. Stoga su zamijenili aluminijski silikatni katalizatori za procese katalitičkog pucanja nafte; U procesu proizvodnje sintetičkog amonijaka koristi se mala količina rijetke zemaljske nitrata kao kokatalizator, a njegov kapacitet za preradu plina je 1,5 puta veći od one nikla aluminijskog katalizatora; U procesu sintetiziranja cis-1,4-polibutadiena guma i izoprenske gume, proizvod dobiven pomoću rijetke zemaljske cikloalkanoat triizobutil aluminijski katalizator ima izvrsne performanse, s prednostima kao što je manje viseće opreme, stabilna operacija i kratak postupak nakon obrade; Kompozitni rijetki zemaljski oksidi mogu se koristiti i kao katalizatori za pročišćavanje ispušnih plinova iz motora za unutarnje izgaranje, a cerijski naftenat se također može koristiti kao sredstvo za sušenje boje.
Staklenaeramički
Primjena rijetkih zemaljskih elemenata u kineskoj staklenoj i keramičkoj industriji povećala se prosječnom stopom od 25% od 1988. godine, dosegnuvši otprilike 1600 tona u 1998. godini. Rijetka staklena keramika Zemlje nisu samo tradicionalni osnovni materijali za industriju i svakodnevni život, već i glavni član visokotehnološkog polja. Rijetki zemaljski oksidi ili prerađeni koncentrati rijetkih zemalja mogu se široko koristiti kao poliranje praha za optičko staklo, leće spektakla, cijevi za slike, cijevi za osciloskop, ravno staklo, plastično i metalni pribor za stolove; U procesu topljenja stakla, cerijski dioksid može se upotrijebiti za snažan oksidacijski učinak na željezo, smanjujući sadržaj željeza u čaši i postizanje cilja uklanjanja zelene boje iz stakla; Dodavanje rijetkih zemaljskih oksida može proizvesti optičko staklo i posebno staklo u različite svrhe, uključujući staklo koje može apsorbirati ultraljubičaste zrake, staklo otporno na kiselinu i toplinu, staklo otporno na rendgenske zrake itd.; Dodavanje rijetkih zemaljskih elemenata keramičkim i porculanskim glazurama može smanjiti fragmentaciju glazura i učiniti da proizvodi predstavljaju različite boje i sjajne sjajne, što ih čini široko korištenim u keramičkoj industriji.
Poljoprivreda
Rezultati istraživanja pokazuju da rijetki elementi Zemlje mogu povećati sadržaj klorofila u biljkama, poboljšati fotosintezu, promicati razvoj korijena i povećati apsorpciju hranjivih tvari korijenima. Rijetki zemljani elementi također mogu promicati klijanje sjemena, povećati brzinu klijanja sjemena i promicati rast sadnica. Pored gore spomenutih glavnih funkcija, također ima sposobnost pojačavanja otpornosti na bolest, otpornosti na hladnoću i otpornost na sušu određenih usjeva. Brojne studije također su pokazale da upotreba odgovarajućih koncentracija rijetkih zemaljskih elemenata može promicati apsorpciju, transformaciju i korištenje hranjivih sastojaka od strane biljaka. Prskanje rijetkih zemaljskih elemenata može povećati sadržaj VC, ukupni udio šećera i omjer šećerne kiseline jabuka i citrusnih plodova, promičući voćno bojanje i rano zrenje. I može suzbiti respiratorni intenzitet tijekom skladištenja i smanjiti brzinu propadanja.
Novo polje materijala
Rijetka zemljana neodimijskog željeznog borova trajni magnetni materijal, s visokim obnavljanjem, visokom koerciktivnošću i proizvodom s visokim magnetskom energijom, široko se koristi u elektroničkoj i zrakoplovnoj industriji i pokretajući vjetroturbine (posebno pogodno za morske elektrane na moru); Grannet tipa Feritni pojedinačni kristali i polikristali nastali kombinacijom čistih rijetkih zemaljskih oksida i željeznog oksida mogu se koristiti u mikrovalnoj i elektroničkoj industriji; Ytrium aluminijski granat i neodimijsko staklo izrađeno od neodimijskog oksida visoke čistoće mogu se koristiti kao čvrsti laserski materijali; Rijetki zemaljski heksaboridi mogu se koristiti kao katodni materijali za emisiju elektrona; Metal nikla lanthanum novorazvijeni je materijal za skladištenje vodika u 1970 -ima; Lanthanum kromat je termoelektrični materijal visoke temperature; Trenutno su zemlje širom svijeta napravile proboje u razvoju superprevodnih materijala koristeći okside na barijeru modificiranim barijskim bakrenim kisikovim elementima, koji mogu dobiti superprevodnike u temperaturnom rasponu tekućeg dušika. Osim toga, rijetke se zemlje široko koriste u izvorima svjetlosti rasvjete metodama kao što su fluorescentni prah, intenzivira fluorescentni prah zaslona, tri primarne fluorescentne praška u boji i prašak za kopiranje lampica (ali zbog visokih troškova uzrokovanih porastom cijena rijetkih zemalja, njihove primjene u osvjetljenju postupno se smanjuju), kao i elektroničke proizvode i tablete; U poljoprivredi, primjena količine u tragovima rijetkih zemaljskih nitrata na poljske usjeve može povećati svoj prinos za 5-10%; U laganoj tekstilnoj industriji, rijetki kloridi na širokoj mjeri koriste se i kod krzna, krzna, bojenja vune i bojenja tepiha; Rijetki elementi Zemlje mogu se koristiti u automobilskim katalitičkim pretvaračima za pretvaranje glavnih zagađivača u netoksične spojeve tijekom ispušnih plinova.
Ostale aplikacije
Rijetki zemljani elementi primjenjuju se i na različite digitalne proizvode, uključujući audiovizualne, fotografije i komunikacijske uređaje, ispunjavajući više zahtjeva kao što su manji, brži, lakši, duže vrijeme upotrebe i očuvanje energije. Istodobno se primjenjuje i na više polja kao što su zelena energija, zdravstvena zaštita, pročišćavanje vode i transport.
Post Vrijeme: kolovoz-16-2023