Il consumo di terre rare in un paese può essere utilizzato per determinare il suo livello industriale. Eventuali materiali, componenti e attrezzature elevati, precisi e avanzati non possono essere separati da metalli rari. Perché lo stesso acciaio rende gli altri più resistenti alla corrosione di te? È lo stesso mandrino della macchina utensile che gli altri siano più durevoli e precisi di te? È anche un singolo cristallo che altri possano raggiungere una temperatura elevata di 1650 ° C? Perché il vetro di qualcun altro ha un indice di rifrazione così alto? Perché la Toyota può raggiungere la più alta efficienza termica delle auto al mondo del 41%? Questi sono tutti legati all'applicazione di metalli rari.
Metalli delle terre rare, noto anche come elementi delle terre rare, sono un termine collettivo per 17 elementi delScandium, ittrioe serie di lantanide nel gruppo periodico della Tabella IIIB, comunemente rappresentata da R o Re. Lo scandium e l'YTRIUM sono considerati elementi delle terre rare perché spesso coesistono con elementi di lantanide nei depositi minerali e hanno proprietà chimiche simili.
A differenza del suo nome implica, l'abbondanza di elementi della terra rara (escluso Promethium) nella crosta è piuttosto elevata, con il CERIUM alla 25a nell'abbondanza di elementi crostali, che rappresentano lo 0,0068% (vicino al rame). Tuttavia, a causa delle sue proprietà geochimiche, gli elementi delle terre rare sono raramente arricchiti a un livello economicamente sfruttabile. Il nome di elementi della terra rara deriva dalla loro scarsità. Il primo minerale delle terre rare scoperto dagli umani fu il minerale di ittrio di silicio berillio estratto da una miniera nel villaggio di Iterbi, in Svezia, dove originarono molti nomi di elementi di terre rare.
I loro nomi e simboli chimici sonoSC, Y, LA, CE, PR, ND, PM, SM, EU, GD, TB, DY, HO, ER, TM, YB, YB e LU. I loro numeri atomici sono 21 (SC), 39 (Y), 57 (LA) a 71 (LU).
La storia della scoperta degli elementi delle terre rare
Nel 1787, lo svedese CA Arrhenius trovò un insolito minerale nero in metallo di terra rara nella piccola città di Ytterby vicino a Stoccolma. Nel 1794, il finlandese J. Gadolin isolava una nuova sostanza da essa. Tre anni dopo (1797), lo svedese Ag Ekeberg confermò questa scoperta e nominò la nuova sostanza YTTRIA (Terra di Ittrio) dopo il luogo in cui fu scoperto. Più tardi, in memoria della gadolinite, questo tipo di minerale fu chiamato gadolinite. Nel 1803, i chimici tedeschi MH Klaproth, i chimici svedesi JJ Berzelius e W. Hisinger scoprirono una nuova sostanza - ceria - da un minerale (minerale di silicato di cerio). Nel 1839, lo svedese CG Mosander scoprì Lanthanum. Nel 1843, Musander scoprì di nuovo Terbio ed Erbio. Nel 1878, Swiss Marinac scoprì l'Ytterbi. Nel 1879, i francesi scoprirono il samarium, lo svedese scoprì Holmio e Thulium e lo svedese scoprì lo scandium. Nel 1880, Swiss Marinac scoprì Gadolinio. Nel 1885, l'Austria A. von Wels Bach scoprì il praseodimio e il neodimio. Nel 1886, Bouvabadrand scoprì il disprosio. Nel 1901, l'uomo francese EA Demarcay scoprì Europio. Nel 1907, l'uomo francese G. Urban scoprì Lutetium. Nel 1947, americani come JA Marinsky ottennero Promethio dai prodotti di fissione dell'uranio. Ci sono voluti oltre 150 anni dalla separazione della Terra di Ittrio da parte di Gadolin nel 1794 alla produzione di Promethio nel 1947.
Applicazione di elementi della terra rara
Elementi di terra rarasono conosciute come "vitamine industriali" e hanno proprietà magnetiche, ottiche ed elettriche insostituibili, svolgendo un ruolo enorme nel miglioramento delle prestazioni del prodotto, nell'aumento della varietà del prodotto e nel miglioramento dell'efficienza della produzione. A causa del suo grande effetto e del basso dosaggio, le terre rare sono diventate un elemento importante per migliorare la struttura del prodotto, aumentare il contenuto tecnologico e promuovere il progresso tecnologico del settore. Sono stati ampiamente utilizzati in campi come metallurgia, militari, petrolchimici, ceramica di vetro, agricoltura e nuovi materiali.
Industria metallurgica
Terra raraè stato applicato nel campo metallurgico per oltre 30 anni e ha formato tecnologie e processi relativamente maturi. L'applicazione di terre rare in acciaio e metalli non ferrosi è un campo ampio e ampio con ampie prospettive. L'aggiunta di metalli delle terre rare, fluoruri e silicidi in acciaio può svolgere un ruolo nella raffinazione, nella desolfurizzazione, nella neutralizzazione di impurità dannose a basso punto di fusione e nel miglioramento delle prestazioni di lavorazione dell'acciaio; Lega di ferro in silicio di terre rare e lega di magnesio del silicio delle terre rare sono usati come agenti sferoidizzanti per produrre ferro duttile di terre rare. Grazie alla loro particolare idoneità per la produzione di parti di ferro duttile complesse con requisiti speciali, questo tipo di ferro duttile è ampiamente utilizzato in settori di produzione meccanica come automobili, trattori e motori diesel; L'aggiunta di metalli delle terre rare a leghe non ferrose come magnesio, alluminio, rame, zinco e nichel può migliorare le proprietà fisiche e chimiche della lega, oltre a migliorare la sua temperatura ambiente e le proprietà meccaniche ad alta temperatura.
Campo militare
Grazie alle sue eccellenti proprietà fisiche come fotoelettricità e magnetismo, le terre rare possono formare un'ampia varietà di nuovi materiali con proprietà diverse e migliorare notevolmente la qualità e le prestazioni di altri prodotti. Pertanto, è noto come "oro industriale". In primo luogo, l'aggiunta di terre rare può migliorare significativamente le prestazioni tattiche di acciaio, leghe di alluminio, leghe di magnesio e leghe di titanio utilizzate nella produzione di serbatoi, aerei e missili. Inoltre, le terre rare possono anche essere utilizzate come lubrificanti per molte applicazioni ad alta tecnologia come elettronica, laser, industria nucleare e superconduttività. Una volta che la tecnologia delle terre rare viene utilizzata nell'esercito, inevitabilmente provocherà un salto nella tecnologia militare. In un certo senso, il travolgente controllo dei militari statunitensi in diverse guerre locali dopo la guerra fredda, nonché la sua capacità di uccidere apertamente i nemici con impunità, deriva dalla sua tecnologia di terre rare, come il Superman.
Industria petrolchimica
Gli elementi delle terre rare possono essere usati per produrre catalizzatori di setacci molecolari nell'industria petrolchimica, con vantaggi come alta attività, buona selettività e forte resistenza all'avvelenamento da metalli pesanti. Pertanto, hanno sostituito i catalizzatori di silicato di alluminio per i processi di cracking catalitico di petrolio; Nel processo di produzione di ammoniaca sintetica, una piccola quantità di nitrato di terra rara viene utilizzata come cocatalizzatore e la sua capacità di lavorazione del gas è 1,5 volte più grande di quella del catalizzatore in alluminio di nichel; Nel processo di sintetizzazione di gomma e gomma di isoprene cis-1,4-polibutadiene, il prodotto ottenuto utilizzando un catalizzatore di triisobutil in alluminio a triisobutil di terreno, con vantaggi come meno attrezzature, operazione adesiva, funzionamento stabile e breve processo post-trattamento; Gli ossidi di terre rare compositi possono anche essere usati come catalizzatori per purificare i gas di scarico dai motori a combustione interna e il naftenato di cerio può anche essere usato come agente di asciugatura della vernice.
Vetro-ceramico
L'applicazione di elementi delle terre rare nell'industria del vetro e della ceramica cinese è aumentata a un tasso medio del 25% dal 1988, raggiungendo circa 1600 tonnellate nel 1998. La ceramica di vetro della terra rara non è solo materiale di base tradizionale per l'industria e la vita quotidiana, ma anche un membro importante del campo high-tech. Gli ossidi di terre rare o i concentrati di terre rare trasformati possono essere ampiamente usati come polveri di lucidatura per vetro ottico, lenti per spettacoli, tubi per immagini, tubi di oscilloscopio, vetri piatti, plastica e stoviglie metalliche; Nel processo di fusione del vetro, il biossido di cerio può essere usato per avere un forte effetto di ossidazione sul ferro, riducendo il contenuto di ferro nel vetro e raggiungendo l'obiettivo di rimuovere il colore verde dal vetro; L'aggiunta di ossidi di terre rare può produrre vetro ottico e vetro speciale per scopi diversi, tra cui il vetro che può assorbire raggi ultravioletti, vetro resistente all'acido e al calore, al vetro resistente ai raggi X, ecc.; L'aggiunta di elementi di terre rare alle vetrate in ceramica e in porcellana può ridurre la frammentazione dei vetri e rendere i prodotti presentano colori e gloss diversi, rendendoli ampiamente utilizzati nell'industria ceramica.
Agricoltura
I risultati della ricerca indicano che gli elementi delle terre rare possono aumentare il contenuto di clorofilla delle piante, migliorare la fotosintesi, promuovere lo sviluppo delle radici e aumentare l'assorbimento dei nutrienti dalle radici. Gli elementi delle terre rare possono anche promuovere la germinazione dei semi, aumentare il tasso di germinazione dei semi e promuovere la crescita delle piantine. Oltre alle principali funzioni sopra menzionate, ha anche la capacità di migliorare la resistenza alle malattie, la resistenza al freddo e la resistenza alla siccità di alcune colture. Numerosi studi hanno anche dimostrato che l'uso di concentrazioni appropriate di elementi delle terre rare può promuovere l'assorbimento, la trasformazione e l'utilizzo dei nutrienti da parte delle piante. Spruzzare elementi di terre rare può aumentare il contenuto di VC, il contenuto totale di zucchero e il rapporto acido dello zucchero di frutta di mela e agrumi, promuovendo la colorazione della frutta e la maturazione precoce. E può sopprimere l'intensità respiratoria durante lo stoccaggio e ridurre il tasso di decadimento.
Campo di nuovi materiali
Terra rara NEODIAMIUM BORON MAMESE PERFANENTE MATERIALE, CON REMANENZA ALTA, ELATA COERCIO e PRODOTTO ALTA ENERGIA MAGNETICA, è ampiamente utilizzato nelle industrie elettroniche e aerospaziali e alla guida di turbine eoliche (particolarmente adatte per le centrali elettriche offshore); Cristalli e policristalli singoli di ferrite di tipo granato formato dalla combinazione di ossidi di terre rare puri e ossido ferrico possono essere utilizzati nelle industrie a microonde e elettroniche; Il granato in alluminio di ittrio e il vetro di neodimio realizzati in ossido di neodimio di alta purezza possono essere usati come materiali laser solidi; Gli hexaboridi di terre rare possono essere utilizzati come materiali catodici per l'emissione di elettroni; Lanthanum Nickel Metal è un materiale di accumulo di idrogeno di recente sviluppo negli anni '70; Lanthanum cromato è un materiale termoelettrico ad alta temperatura; Allo stato attuale, i paesi di tutto il mondo hanno realizzato scoperte nello sviluppo di materiali superconduttori utilizzando ossidi a base di bario modificati con elementi di ossigeno di rame ittrio di ittrio, che possono ottenere superconduttori nell'intervallo di temperatura dell'azoto liquido. Inoltre, le terre rare sono ampiamente utilizzate nelle sorgenti della luce dell'illuminazione attraverso metodi come la polvere fluorescente, l'intensificazione della polvere fluorescente a schermo, tre polvere fluorescente a colori primarie e la polvere di lampada a copia (ma a causa dell'elevato costo causato dall'aumento dei prezzi delle terre rare, le loro applicazioni in illuminazione sono gradualmente diminuendo), così come prodotti elettronici come televisori e tablet proiettati; In agricoltura, l'applicazione di tracce di nitrati terrestri rare alle colture in campo può aumentare la loro resa del 5-10%; Nell'industria tessile leggera, anche i cloruri di terre rare sono ampiamente utilizzati in pelliccia abbronzante, tintura di pelliccia, tintura di lana e tintura per moquette; Gli elementi delle terre rare possono essere utilizzati nei convertitori catalitici automobilistici per convertire i principali inquinanti in composti non tossici durante lo scarico del motore.
Altre applicazioni
Gli elementi delle terre rare vengono anche applicati a vari prodotti digitali, tra cui audiovisivi, fotografie e dispositivi di comunicazione, soddisfano più requisiti come tempo di utilizzo più piccolo, più veloce, leggero, più lungo e l'energia. Allo stesso tempo, è stato applicato anche a più campi come energia verde, assistenza sanitaria, purificazione dell'acqua e trasporto.
Tempo post: agosto-16-2023