Konsumsi tanah jarang di suatu negara dapat digunakan untuk menentukan tingkat industrinya. Bahan, komponen, dan peralatan yang tinggi, tepat, dan canggih, dan peralatan tidak dapat dipisahkan dari logam langka. Mengapa baja yang sama membuat orang lain lebih tahan korosi daripada Anda? Apakah spindel alat mesin yang sama bahwa orang lain lebih tahan lama dan tepat daripada Anda? Apakah itu juga kristal tunggal yang orang lain dapat mencapai suhu tinggi 1650 ° C? Mengapa kaca orang lain memiliki indeks bias yang tinggi? Mengapa Toyota dapat mencapai efisiensi termal mobil tertinggi di dunia sebesar 41%? Ini semua terkait dengan penerapan logam langka.
Logam Bumi Jarang, juga dikenal sebagai elemen tanah jarang, adalah istilah kolektif untuk 17 elemen dariSkandium, yttrium, dan seri lantanida dalam kelompok Tabel IIIB periodik, biasanya diwakili oleh R atau RE. Skandium dan Yttrium dianggap elemen tanah jarang karena sering hidup berdampingan dengan elemen lantanida dalam endapan mineral dan memiliki sifat kimia yang serupa.
Tidak seperti namanya, kelimpahan elemen tanah jarang (tidak termasuk promethium) di kerak cukup tinggi, dengan peringkat cerium ke -25 dalam kelimpahan elemen kerak, menyumbang 0,0068% (dekat dengan tembaga). Namun, karena sifat geokimia, elemen tanah jarang jarang diperkaya ke tingkat yang dapat dieksploitasi secara ekonomi. Nama elemen tanah jarang berasal dari kelangkaannya. Mineral tanah jarang pertama yang ditemukan oleh manusia adalah silikon beryllium yttrium bijih yang diekstraksi dari tambang di desa Iterbi, Swedia, di mana banyak nama elemen tanah jarang berasal.
Nama dan simbol kimianyaSc, y, la, ce, pr, nd, pm, sm, eu, gd, tb, dy, ho, er, tm, yb, yb, dan lu. Angka atom mereka adalah 21 (SC), 39 (y), 57 (la) hingga 71 (LU).
Sejarah penemuan elemen tanah jarang
Pada 1787, Swedia Ca Arrhenius menemukan bijih hitam logam tanah jarang yang tidak biasa di kota kecil Ytterby dekat Stockholm. Pada 1794, Finlandia J. Gadolin mengisolasi zat baru darinya. Tiga tahun kemudian (1797), AG Ekeberg Swedia mengkonfirmasi penemuan ini dan menamai zat baru Yttria (Yttrium Earth) setelah tempat di mana ditemukan. Kemudian, untuk mengenang gadolinite, jenis bijih ini disebut gadolinite. Pada tahun 1803, ahli kimia Jerman MH Klaproth, ahli kimia Swedia JJ Berzelius, dan W. Hisinger menemukan zat baru - Ceria - dari bijih (bijih silikat cerium). Pada tahun 1839, Swedia CG Mosander menemukan Lanthanum. Pada tahun 1843, Musander menemukan Terbium dan Erbium lagi. Pada tahun 1878, Swiss Marinac menemukan Ytterbium. Pada tahun 1879, Prancis menemukan Samarium, Swedia menemukan Holmium dan Thulium, dan Swedia menemukan skandium. Pada tahun 1880, Swiss Marinac menemukan Gadolinium. Pada tahun 1885, Austria A. von Wels Bach menemukan praseodymium dan neodymium. Pada tahun 1886, Bouvabadrand menemukan disprosium. Pada tahun 1901, pria Prancis EA Demarcay menemukan Eropa. Pada tahun 1907, pria Prancis G. Urban menemukan Lutetium. Pada tahun 1947, orang Amerika seperti JA Marinsky memperoleh promethium dari produk fisi uranium. Butuh lebih dari 150 tahun dari pemisahan Yttrium Earth oleh Gadolin pada tahun 1794 hingga produksi Promethium pada tahun 1947.
Penerapan elemen tanah jarang
Elemen Bumi Jarangdikenal sebagai "vitamin industri" dan memiliki sifat magnetik, optik, dan listrik yang sangat baik, memainkan peran besar dalam meningkatkan kinerja produk, meningkatkan variasi produk, dan meningkatkan efisiensi produksi. Karena efeknya yang besar dan dosis rendah, tanah jarang telah menjadi elemen penting dalam meningkatkan struktur produk, meningkatkan konten teknologi, dan mempromosikan kemajuan teknologi industri. Mereka telah banyak digunakan di ladang seperti metalurgi, militer, petrokimia, keramik kaca, pertanian, dan bahan baru.
Industri Metalurgi
Tanah jarangtelah diterapkan di bidang metalurgi selama lebih dari 30 tahun, dan telah membentuk teknologi dan proses yang relatif matang. Penerapan tanah jarang dalam baja dan logam non-ferrous adalah bidang yang besar dan luas dengan prospek luas. Penambahan logam tanah jarang, fluorida, dan silikida pada baja dapat berperan dalam pemurnian, desulfurisasi, menetralkan titik kotoran yang berbahaya, dan meningkatkan kinerja pemrosesan baja; Paduan besi silikon tanah jarang dan paduan magnesium silikon tanah jarang digunakan sebagai agen spheroidisasi untuk menghasilkan besi ulet tanah jarang. Karena kesesuaian khusus mereka untuk memproduksi bagian -bagian besi ulet yang kompleks dengan persyaratan khusus, jenis besi ulet ini banyak digunakan dalam industri manufaktur mekanis seperti mobil, traktor, dan mesin diesel; Menambahkan logam tanah jarang ke paduan non-ferro seperti magnesium, aluminium, tembaga, seng, dan nikel dapat meningkatkan sifat fisik dan kimia paduan, serta meningkatkan suhu kamarnya dan sifat mekanik suhu tinggi.
Lapangan Militer
Karena sifat fisiknya yang sangat baik seperti fotoelektrik dan magnet, tanah jarang dapat membentuk berbagai macam bahan baru dengan sifat yang berbeda dan sangat meningkatkan kualitas dan kinerja produk lainnya. Oleh karena itu, dikenal sebagai "emas industri". Pertama, penambahan tanah jarang dapat secara signifikan meningkatkan kinerja taktis baja, paduan aluminium, paduan magnesium, dan paduan titanium yang digunakan dalam pembuatan tangki, pesawat terbang, dan rudal. Selain itu, tanah jarang juga dapat digunakan sebagai pelumas untuk banyak aplikasi berteknologi tinggi seperti elektronik, laser, industri nuklir, dan superkonduktivitas. Setelah teknologi bumi jarang digunakan dalam militer, ia pasti akan membawa lompatan dalam teknologi militer. Dalam arti tertentu, kontrol yang luar biasa dari militer AS dalam beberapa perang lokal setelah Perang Dingin, serta kemampuannya untuk secara terbuka membunuh musuh dengan impunitas, berasal dari teknologi tanah jarang, seperti Superman.
Industri Petrokimia
Elemen tanah jarang dapat digunakan untuk membuat katalis saringan molekuler dalam industri petrokimia, dengan keunggulan seperti aktivitas tinggi, selektivitas yang baik, dan resistensi yang kuat terhadap keracunan logam berat. Oleh karena itu, mereka telah mengganti katalis aluminium silikat untuk proses perekam katalitik minyak bumi; Dalam proses produksi amonia sintetis, sejumlah kecil nitrat tanah jarang digunakan sebagai kokatalis, dan kapasitas pemrosesan gasnya 1,5 kali lebih besar dari katalis aluminium nikel; Dalam proses mensintesis karet CIS-1,4-Polybutadiene dan karet isoprene, produk yang diperoleh dengan menggunakan katalis aluminium triisobutil tiisobutil tanah jarang memiliki kinerja yang sangat baik, dengan keunggulan seperti lebih sedikit gantung perekat peralatan, operasi stabil, dan proses pasca perawatan pendek; Oksida tanah jarang komposit juga dapat digunakan sebagai katalis untuk memurnikan gas buang dari mesin pembakaran internal, dan cerium naphthenate juga dapat digunakan sebagai zat pengeringan cat.
Glass-Ceramic
Penerapan unsur-unsur tanah jarang di industri kaca dan keramik China telah meningkat pada tingkat rata-rata 25% sejak 1988, mencapai sekitar 1.600 ton pada tahun 1998. Keramik kaca tanah jarang tidak hanya bahan dasar tradisional untuk industri dan kehidupan sehari-hari, tetapi juga anggota utama bidang berteknologi tinggi. Oksida tanah jarang atau konsentrat tanah jarang olahan dapat banyak digunakan sebagai bubuk pemolesan untuk kaca optik, lensa tontonan, tabung gambar, tabung osiloskop, kaca datar, plastik, dan peralatan makan logam; Dalam proses peleburan kaca, cerium dioksida dapat digunakan untuk memiliki efek oksidasi yang kuat pada zat besi, mengurangi kandungan zat besi di kaca dan mencapai tujuan menghilangkan warna hijau dari kaca; Menambahkan oksida tanah jarang dapat menghasilkan kaca optik dan kaca khusus untuk tujuan yang berbeda, termasuk kaca yang dapat menyerap sinar ultraviolet, asam dan kaca tahan panas, kaca tahan sinar-X, dll; Menambahkan elemen tanah jarang ke glasir keramik dan porselen dapat mengurangi fragmentasi glasir dan membuat produk menyajikan warna dan glos yang berbeda, membuatnya banyak digunakan dalam industri keramik.
Pertanian
Hasil penelitian menunjukkan bahwa elemen tanah jarang dapat meningkatkan kandungan klorofil tanaman, meningkatkan fotosintesis, mempromosikan pengembangan akar, dan meningkatkan penyerapan nutrisi oleh akar. Unsur -unsur tanah jarang juga dapat meningkatkan perkecambahan benih, meningkatkan laju perkecambahan benih, dan mempromosikan pertumbuhan bibit. Selain fungsi utama yang disebutkan di atas, ia juga memiliki kemampuan untuk meningkatkan resistensi penyakit, resistensi dingin, dan resistensi kekeringan dari tanaman tertentu. Sejumlah penelitian juga menunjukkan bahwa penggunaan konsentrasi yang tepat dari unsur -unsur tanah jarang dapat meningkatkan penyerapan, transformasi, dan pemanfaatan nutrisi oleh tanaman. Menyemprotkan elemen tanah jarang dapat meningkatkan kandungan VC, kadar gula total, dan rasio asam gula dari buah -buahan apel dan jeruk, mempromosikan pewarnaan buah dan pematangan awal. Dan dapat menekan intensitas pernapasan selama penyimpanan dan mengurangi laju peluruhan.
Bidang Bahan Baru
Bahan magnet permanen boron zat boron neodymium langka, dengan remanensi tinggi, koersivitas tinggi, dan produk energi magnetik tinggi, banyak digunakan dalam industri elektronik dan kedirgantaraan dan turbin angin penggerak (terutama cocok untuk pembangkit listrik lepas pantai); Garnet tipe kristal tunggal ferit dan polikristal yang dibentuk oleh kombinasi oksida tanah jarang murni dan oksida besi dapat digunakan dalam industri microwave dan elektronik; Yttrium aluminium garnet dan kaca neodymium yang terbuat dari neodymium oksida dengan purni tinggi dapat digunakan sebagai bahan laser padat; Heksaborida tanah jarang dapat digunakan sebagai bahan katoda untuk emisi elektron; Lanthanum Nickel Metal adalah bahan penyimpanan hidrogen yang baru dikembangkan pada tahun 1970 -an; Lanthanum Chromate adalah bahan termoelektrik suhu tinggi; Saat ini, negara -negara di seluruh dunia telah membuat terobosan dalam pengembangan bahan superkonduktor dengan menggunakan oksida berbasis barium yang dimodifikasi dengan elemen oksigen tembaga barium yttrium, yang dapat memperoleh superkonduktor dalam kisaran suhu nitrogen cair. Selain itu, tanah jarang banyak digunakan dalam sumber cahaya penerangan melalui metode seperti bubuk fluorescent, mengintensifkan bubuk fluorescent layar, tiga bubuk fluorescent warna primer, dan salin bubuk lampu (tetapi karena biaya tinggi yang disebabkan oleh kenaikan harga tanah langka, aplikasi mereka dalam pencahayaan menurun secara bertahap), serta produk elektronik seperti televisi dan tablet proyeksi; Di pertanian, menerapkan jumlah jejak nitrat tanah jarang ke tanaman lapangan dapat meningkatkan hasilnya sebesar 5-10%; Dalam industri tekstil cahaya, klorida tanah jarang juga banyak digunakan dalam penyamakan bulu, pewarnaan bulu, pewarnaan wol, dan pewarnaan karpet; Elemen tanah jarang dapat digunakan dalam konverter katalitik otomotif untuk mengubah polutan utama menjadi senyawa yang tidak beracun selama knalpot mesin.
Aplikasi lain
Elemen tanah jarang juga diterapkan pada berbagai produk digital, termasuk perangkat audiovisual, fotografi, dan komunikasi, memenuhi berbagai persyaratan seperti waktu penggunaan yang lebih kecil, lebih cepat, lebih ringan, lebih lama, dan konservasi energi. Pada saat yang sama, itu juga telah diterapkan pada beberapa bidang seperti energi hijau, perawatan kesehatan, pemurnian air, dan transportasi.
Waktu posting: AUG-16-2023