De consumptie van zeldzame aardes in een land kan worden gebruikt om het industriële niveau te bepalen. Alle hoge, precieze en geavanceerde materialen, componenten en apparatuur kunnen niet worden gescheiden van zeldzame metalen. Waarom maakt hetzelfde staal anderen meer corrosiebestendig dan jij? Is het dezelfde spindel van het machinetool dat anderen duurzamer en nauwkeuriger zijn dan jij? Is het ook een enkel kristal dat anderen een hoge temperatuur van 1650 ° C kunnen bereiken? Waarom heeft het glas van iemand anders zo'n hoge brekingsindex? Waarom kan Toyota 's werelds hoogste auto -thermische efficiëntie van 41%bereiken? Deze zijn allemaal gerelateerd aan de toepassing van zeldzame metalen.
Zeldzame aardmetalen, ook bekend als zeldzame aardelementen, zijn een collectieve term voor 17 elementen van descandium, yttriumen Lanthanide -serie in de periodiek systeem IIIB -groep, gewoonlijk vertegenwoordigd door R of Re. Scandium en yttrium worden beschouwd als zeldzame aardelementen omdat ze vaak naast lanthanide -elementen bestaan in minerale afzettingen en vergelijkbare chemische eigenschappen hebben.
In tegenstelling tot zijn naam impliceert, de overvloed aan zeldzame aardelementen (exclusief promethium) in de korst is vrij hoog, met cerium die 25e is in de overvloed aan crustal -elementen, goed voor 0,0068% (dicht bij koper). Vanwege de geochemische eigenschappen worden zeldzame aardelementen echter zelden verrijkt tot een economisch exploiteerbaar niveau. De naam van zeldzame aardelementen is afgeleid van hun schaarste. Het eerste zeldzame mineraal van de aarde die door mensen werd ontdekt, was silicium beryllium yttrium erts geëxtraheerd uit een mijn in het dorp Iterbi, Zweden, waar veel zeldzame aardelementennamen ontstaan.
Hun namen en chemische symbolen zijnSC, Y, LA, CE, PR, ND, PM, SM, EU, GD, TB, DY, HO, ER, TM, YB, YB en LU. Hun atoomnummers zijn 21 (SC), 39 (Y), 57 (LA) tot 71 (Lu).
De ontdekkingsgeschiedenis van zeldzame aardelementen
In 1787 vond de Zweedse CA Arrhenius een ongebruikelijke zeldzame metalen zwart erts in het kleine stadje Ytterby in de buurt van Stockholm. In 1794 isoleerde het Finse J. Gadolin er een nieuwe stof uit. Drie jaar later (1797) bevestigde de Zweedse Ag Ekeberg deze ontdekking en noemde de nieuwe substantie Yttria (Yttrium Earth) naar de plaats waar het werd ontdekt. Later, ter nagedachtenis van gadoliniet, werd dit type erts gadoliniet genoemd. In 1803 ontdekten Duitse chemici MH Klaproth, Zweedse chemici JJ Berzelius en W. Hisinger een nieuwe stof - ceria - uit een erts (ceriumsilicaaterts). In 1839 ontdekte de Zweed CG Mosander Lanthanum. In 1843 ontdekte Musander weer terbium en erbium. In 1878 ontdekte Swiss Marinac Ytterbium. In 1879 ontdekten de Fransen Samarium, de Zweedse ontdekten Holmium en Thulium en het Zweedse ontdekte scandium. In 1880 ontdekte Swiss Marinac Gadolinium. In 1885 ontdekte de Oostenrijkse A. von Wels Bach praseodymium en Neodymium. In 1886 ontdekte Bouvabadrand dysprosium. In 1901 ontdekte de Franse man EA Demarcay Europium. In 1907 ontdekte de Franse man G. Urban Lutetium. In 1947 verkregen Amerikanen zoals Ja Marinsky Promethium van uraniumfissieproducten. Het duurde meer dan 150 jaar van de scheiding van Yttrium -aarde door gadolin in 1794 tot de productie van Promethium in 1947.
Toepassing van zeldzame aardelementen
Zeldzame aardelementenstaan bekend als "industriële vitamines" en hebben onvervangbare uitstekende magnetische, optische en elektrische eigenschappen, spelen een enorme rol bij het verbeteren van de productprestaties, het vergroten van de productvariatie en het verbeteren van de productie -efficiëntie. Vanwege het grote effect en de lage dosering zijn zeldzame aardes een belangrijk element geworden bij het verbeteren van de productstructuur, het vergroten van technologische inhoud en het bevorderen van technologische vooruitgang in de industrie. Ze zijn op grote schaal gebruikt op gebieden zoals metallurgie, militair, petrochemisch, glas keramiek, landbouw en nieuwe materialen.
Metallurgische industrie
Zeldzame aardeis al meer dan 30 jaar toegepast op het metallurgisch gebied en heeft relatief volwassen technologieën en processen gevormd. De toepassing van zeldzame aarde in stalen en non-ferrometalen is een groot en breed veld met brede vooruitzichten. De toevoeging van zeldzame aardmetalen, fluoriden en siliciden aan staal kan een rol spelen bij het verfijnen, desulfurisatie, het neutraliseren van schadelijke onzuiverheden met een laag smeltpunt en het verbeteren van de verwerkingsprestaties van staal; Zeldzame aardsilicium ijzerlegering en zeldzame aardsiummagesiumlegering van de aarde worden gebruikt als sferoïde middelen om zeldzame aard ductiel ijzer te produceren. Vanwege hun speciale geschiktheid voor het produceren van complexe ductiele ijzeronderdelen met speciale vereisten, wordt dit type ductiel ijzer veel gebruikt in mechanische productie -industrieën zoals auto's, tractoren en dieselmotoren; Het toevoegen van zeldzame aardmetalen aan non-ferromlegeringen zoals magnesium, aluminium, koper, zink en nikkel kan de fysische en chemische eigenschappen van de legering verbeteren, evenals de kamertemperatuur en de mechanische eigenschappen van hoge temperatuur verbeteren.
Militair veld
Vanwege de uitstekende fysieke eigenschappen zoals foto -elektriciteit en magnetisme, kunnen zeldzame aardes een breed scala aan nieuwe materialen met verschillende eigenschappen vormen en de kwaliteit en prestaties van andere producten aanzienlijk verbeteren. Daarom staat het bekend als "industrieel goud". Ten eerste kan de toevoeging van zeldzame aardes de tactische prestaties van staal, aluminiumlegeringen, magnesiumlegeringen en titaniumlegeringen die worden gebruikt bij de productie van tanks, vliegtuigen en raketten aanzienlijk verbeteren. Bovendien kunnen zeldzame aardes ook worden gebruikt als smeermiddelen voor veel hightech-toepassingen zoals elektronica, lasers, nucleaire industrie en supergeleiding. Zodra de zeldzame aardtechnologie in het leger wordt gebruikt, zal het onvermijdelijk een sprong in militaire technologie tot stand brengen. In zekere zin komt de overweldigende controle over het Amerikaanse leger in verschillende lokale oorlogen na de Koude Oorlog, evenals het vermogen om vijanden openlijk met straffeloosheid openlijk te doden, voort uit zijn zeldzame aardtechnologie, zoals de Superman.
Petrochemische industrie
Zeldzame aardelementen kunnen worden gebruikt om moleculaire zeefatalysatoren in de petrochemische industrie te maken, met voordelen zoals hoge activiteit, goede selectiviteit en sterke weerstand tegen zware metaalvergiftiging. Daarom hebben ze aluminium silicaatkatalysatoren vervangen voor petroleumkatalytische kraakprocessen; In het productieproces van synthetische ammoniak wordt een kleine hoeveelheid zeldzame aardnitraat gebruikt als cocatalysator en is de gasverwerkingscapaciteit 1,5 keer groter dan die van nikkelaluminium katalysator; In het proces van het synthetiseren van CIS-1,4-polybutadieen rubber en isopreenrubber, heeft het product verkregen met behulp van een zeldzame aardcyalkanoaat triisobutyl aluminium katalysator uitstekende prestaties, met voordelen, zoals minder zelfklevend hangend, stabiele werking en kort na de behandelingsproces; Composiet zeldzame aardoxiden kunnen ook worden gebruikt als katalysatoren voor het zuiveren van uitlaatgas van interne verbrandingsmotoren, en cerium naftenaat kan ook worden gebruikt als een verfdroogmiddel.
Glas-keramisch
De toepassing van zeldzame aardelementen in de glazen en keramische industrie van China is sinds 1988 met een gemiddelde snelheid van 25% toegenomen, en is in 1998 ongeveer 1600 ton bereikt. Zeldzame aardglasceramiek is niet alleen traditionele basismaterialen voor industrie en dagelijks leven, maar ook een belangrijk lid van het high-tech veld. Zeldzame aardoxiden of verwerkte zeldzame aardconcentraten kunnen op grote schaal worden gebruikt als polijstpoeders voor optisch glas, spektakellenzen, beeldbuizen, oscilloscoopbuizen, plat glas, plastic en metaalgerei; In het proces van smeltend glas kan ceriumdioxide worden gebruikt om een sterk oxidatie -effect op ijzer te hebben, het ijzergehalte in het glas te verminderen en het doel te bereiken om de groene kleur uit het glas te verwijderen; Het toevoegen van zeldzame aardoxiden kan optisch glas en speciaal glas produceren voor verschillende doeleinden, waaronder glas dat ultraviolette stralen, zuur- en hittebestendig glas, röntgenbestendig glas, enz. Kan absorberen; Het toevoegen van zeldzame aardelementen aan keramische en porseleinen glazuren kan de fragmentatie van glazuren verminderen en producten maken met verschillende kleuren en glans, waardoor ze op grote schaal worden gebruikt in de keramische industrie.
Landbouw
De onderzoeksresultaten geven aan dat zeldzame aardelementen het chlorofylgehalte van planten kunnen vergroten, de fotosynthese kunnen verbeteren, de ontwikkeling van wortels kunnen bevorderen en de opname van voedingsstoffen door wortels kunnen vergroten. Zeldzame aardelementen kunnen ook zaadkieming bevorderen, de kiemsnelheid van de zaad verhogen en de groei van zaailingen bevorderen. Naast de hierboven genoemde belangrijkste functies, heeft het ook het vermogen om de ziektebestendigheid, koude resistentie en droogteweerstand van bepaalde gewassen te verbeteren. Talrijke studies hebben ook aangetoond dat het gebruik van geschikte concentraties van zeldzame aardelementen de absorptie, transformatie en gebruik van voedingsstoffen door planten kan bevorderen. Het spuiten van zeldzame aardelementen kunnen het VC -gehalte, het totale suikergehalte en de suikerzuurverhouding van appel- en citrusvruchten verhogen, het bevorderen van fruitkleur en vroege rijping. En het kan de ademhalingsintensiteit tijdens de opslag onderdrukken en het vervalpercentage verminderen.
Nieuw materiaalveld
Zeldzame aarde neodymium ijzer boor permanent magneetmateriaal, met hoge remanentie, hoge coërciviteit en hoog magnetische energieproduct, wordt veel gebruikt in de elektronische en ruimtevaartindustrie en drijven windturbines (vooral geschikt voor offshore -energiecentrales); Granaattype ferriet enkele kristallen en polykristallen gevormd door de combinatie van zuivere zeldzame aardoxiden en ijzeroxide kunnen worden gebruikt in de magnetron en elektronische industrie; Yttrium aluminium granaat en neodymiumglas gemaakt van hoog zuivere neodymiumoxide kan worden gebruikt als vaste lasermaterialen; Zeldzame aardhexaboriden kunnen worden gebruikt als kathodematerialen voor elektronenemissie; Lanthanum nikkelmetaal is een nieuw ontwikkeld waterstofopslagmateriaal in de jaren zeventig; Lanthanumchromaat is een thermo-elektrisch materiaal op hoge temperatuur; Momenteel hebben landen over de hele wereld doorbraken gemaakt bij de ontwikkeling van supergeleidende materialen door gebruik te maken van op barium gebaseerde oxiden gemodificeerd met barium yttrium koperzuurstofelementen, die supergeleiders kunnen verkrijgen in het vloeibare stikstoftemperatuurbereik. Bovendien worden zeldzame aardes op grote schaal gebruikt in verlichtingslichtbronnen via methoden zoals fluorescent poeder, intensivering van het scherm Fluorescent poeder, drie primaire kleuren fluorescentiepoeder en kopie -lamppoeder (maar vanwege de hoge kosten veroorzaakt door de stijging van de zeldzame aardprijzen, zijn hun toepassingen in verlichting geleidelijk af), evenals elektronische producten zoals projectieversnamen en tabletten; In de landbouw kan het toepassen van sporenhoeveelheden zeldzame aardnitraat op veldgewassen hun opbrengst met 5-10%verhogen; In de lichte textielindustrie worden zeldzame aardchloriden ook op grote schaal gebruikt in bruiningsbont, bontverven, wollen verven en tapijtverven; Zeldzame aardelementen kunnen worden gebruikt in automotive katalytische converters om grote verontreinigende stoffen om te zetten in niet-giftige verbindingen tijdens motoruitlaatgassen.
Andere toepassingen
Zeldzame aardelementen worden ook toegepast op verschillende digitale producten, waaronder audiovisuele, fotografie- en communicatieapparaten, die voldoen aan meerdere vereisten zoals kleinere, snellere, lichtere, langere gebruikstijd en energiebesparing. Tegelijkertijd is het ook toegepast op meerdere gebieden zoals groene energie, gezondheidszorg, waterzuivering en transport.
Posttijd: augustus-16-2023