Consumul de pământuri rare într -o țară poate fi utilizat pentru a -i determina nivelul industrial. Orice materiale, componente și echipamente înalte, precise și avansate nu pot fi separate de metale rare. De ce același oțel îi face pe alții mai rezistenți la coroziune decât tine? Este același ax de mașini -unelte că alții sunt mai durabili și mai precisi decât tine? Este, de asemenea, un singur cristal că alții pot atinge o temperatură ridicată de 1650 ° C? De ce sticla altcuiva are un indice de refracție atât de ridicat? De ce Toyota poate obține cea mai mare eficiență termică a mașinii de 41%din lume? Toate acestea sunt legate de aplicarea metalelor rare.
Metale rare de pământ, cunoscute și sub denumirea de elemente ale pământului rare, sunt un termen colectiv pentru 17 elemente alescandium, Yttriumși seria lantanidă din grupul periodic al tabelului IIIB, reprezentat în mod obișnuit de R sau Re. Scandium și yttrium sunt considerate elemente rare ale pământului, deoarece adesea coexistă cu elemente de lantanidă în depozitele minerale și au proprietăți chimice similare.
Spre deosebire de numele său, implică, abundența elementelor rare de pământ (cu excepția prometiului) în crustă este destul de mare, cu cerium clasându -se pe locul 25 în abundența de elemente cruste, reprezentând 0,0068% (aproape de cupru). Cu toate acestea, datorită proprietăților sale geochimice, elementele rare de pământ sunt rareori îmbogățite la un nivel exploatabil din punct de vedere economic. Numele elementelor rare de pământ este derivat din deficitul lor. Primul mineral rar de pământ descoperit de oameni a fost minereu de siliciu beriliu de yttrium extras dintr -o mină din satul Iterbi, Suedia, de unde își au originea multe nume de elemente de pământ rare.
Numele și simbolurile lor chimice suntSC, Y, LA, CE, PR, ND, PM, SM, EU, GD, TB, DY, HO, ER, TM, YB, YB și LU. Numerele lor atomice sunt 21 (SC), 39 (y), 57 (LA) până la 71 (LU).
Istoria descoperirii elementelor de pământ rare
În 1787, Suedia CA Arrhenius a găsit un minereu de negru rar rar de pământ negru în micul oraș Ytterby, lângă Stockholm. În 1794, finlandezul J. Gadolin a izolat o nouă substanță de ea. Trei ani mai târziu (1797), Suedia Ag Ekeberg a confirmat această descoperire și a numit noua substanță Yttria (Yttrium Earth) după locul unde a fost descoperit. Mai târziu, în memoria gadolinitei, acest tip de minereu se numea gadolinit. În 1803, chimiștii germani MH Klaproth, chimiștii suedezi JJ Berzelius și W. Hisinger au descoperit o nouă substanță - Ceria - dintr -un minereu (minereu de silicat de ceriu). În 1839, suedezul CG Mosander a descoperit Lanthanum. În 1843, Musander a descoperit din nou Terbium și Erbium. În 1878, elvețianul Marinac a descoperit Ytterbium. În 1879, francezii au descoperit Samarium, suedeza a descoperit Holmium și Thuliu, iar Suedia a descoperit scandium. În 1880, Elvețianul Marinac a descoperit Gadolinium. În 1885, austriacul A. von Wels Bach a descoperit Praseodymium și Neodymium. În 1886, Bouvabadrand a descoperit disprosiu. În 1901, omul francez EA DeMarcay a descoperit Europium. În 1907, omul francez G. Urban a descoperit Lutetium. În 1947, americani precum JA Marinsky au obținut prometiu din produsele de fisiune de uraniu. A durat peste 150 de ani de la separarea Pământului Yttrium de Gadolin în 1794 până la producerea de prometium în 1947.
Aplicarea elementelor rare ale Pământului
Elemente rare de pământsunt cunoscute sub numele de „vitamine industriale” și au proprietăți magnetice, optice și electrice excelente de neînlocuit, jucând un rol imens în îmbunătățirea performanței produsului, creșterea soiului de produse și îmbunătățirea eficienței producției. Datorită efectului său mare și a dozei mici, pământurile rare au devenit un element important în îmbunătățirea structurii produsului, creșterea conținutului tehnologic și promovarea progresului tehnologic al industriei. Au fost utilizate pe scară largă în câmpuri precum metalurgie, militară, petrochimică, ceramică de sticlă, agricultură și materiale noi.
Industria metalurgică
Pământ rara fost aplicat în domeniul metalurgic de mai bine de 30 de ani și a format tehnologii și procese relativ mature. Aplicarea pământului rar în metale din oțel și neferoase este un câmp mare și larg, cu perspective largi. Adăugarea de metale de pământ rare, fluoruri și silicide la oțel poate juca un rol în rafinarea, desulfurizarea, neutralizarea impurităților nocive punctului de topire scăzut și îmbunătățirea performanței de procesare a oțelului; Aliaj de fier de siliciu rar de pământ și aliaj de magneziu de siliciu rar sunt utilizate ca agenți sferoidizanți pentru a produce fierul ductil al pământului rar. Datorită adecvării lor speciale pentru producerea de piese de fier ductile complexe cu cerințe speciale, acest tip de fier ductil este utilizat pe scară largă în industriile de fabricație mecanică, cum ar fi automobile, tractoare și motoare diesel; Adăugarea de metale rare ale pământului la aliaje neferoase, cum ar fi magneziu, aluminiu, cupru, zinc și nichel, poate îmbunătăți proprietățile fizice și chimice ale aliajului, precum și să îmbunătățească temperatura camerei și proprietățile mecanice la temperaturi ridicate.
Câmp militar
Datorită proprietăților sale fizice excelente, cum ar fi fotoelectricitatea și magnetismul, pământurile rare pot forma o mare varietate de materiale noi cu proprietăți diferite și îmbunătățesc considerabil calitatea și performanța altor produse. Prin urmare, este cunoscut sub numele de „aur industrial”. În primul rând, adăugarea de pământ rare poate îmbunătăți semnificativ performanța tactică a oțelului, aliajelor de aluminiu, aliajelor de magneziu și aliajelor de titan utilizate la fabricarea rezervoarelor, aeronavelor și rachetelor. În plus, pământurile rare pot fi utilizate și ca lubrifianți pentru multe aplicații de înaltă tehnologie, cum ar fi electronice, lasere, industria nucleară și superconductivitate. Odată ce tehnologia de pământ rară este folosită în armată, aceasta va aduce inevitabil un salt în tehnologia militară. Într -un anumit sens, controlul copleșitor al armatei americane în mai multe războaie locale după Războiul Rece, precum și capacitatea sa de a ucide în mod deschis dușmanii cu impunitate, provine din tehnologia sa rară a Pământului, precum Superman.
Industria petrochimică
Elementele rare de pământ pot fi utilizate pentru a face catalizatori de sită moleculară în industria petrochimică, cu avantaje precum activitate ridicată, selectivitate bună și rezistență puternică la intoxicații cu metale grele. Prin urmare, au înlocuit catalizatorii de silicat de aluminiu pentru procesele de fisurare catalitică petrolului; În procesul de producție de amoniac sintetic, o cantitate mică de nitrat de pământ rar este utilizat ca cocatalizator, iar capacitatea sa de procesare a gazelor este de 1,5 ori mai mare decât cea a catalizatorului de aluminiu nichel; În procesul de sintetizare a cauciucului CIS-1,4-Polybutadiene și cauciuc de izopren, produsul obținut folosind un catalizator rar de cicloalkanoat triisobutil de aluminiu are performanțe excelente, cu avantaje, cum ar fi mai puțin echipament adeziv, funcționare stabilă și proces scurt post-tratament; Oxizii de pământ rari compoziți pot fi, de asemenea, folosiți ca catalizatori pentru purificarea gazelor de evacuare din motoarele cu ardere internă, iar naftenatul de cerium poate fi, de asemenea, utilizat ca agent de uscare a vopselei.
Sticlă ceramică
Aplicarea elementelor de pământ rare în industria din sticlă și ceramică din China a crescut cu o rată medie de 25% din 1988, ajungând la aproximativ 1600 de tone în 1998. Ceramica rară a sticlei de pământ nu sunt doar materiale de bază tradiționale pentru industrie și viață de zi cu zi, ci și un membru major al câmpului de înaltă tehnologie. Oxizii rari de pământ sau concentratele de pământ rare prelucrate pot fi utilizate pe scară largă ca pulberi de lustruire pentru sticlă optică, lentile de spectacole, tuburi de imagine, tuburi osciloscopice, sticlă plată, plastic și tacâmuri metalice; În procesul de topire a sticlei, dioxidul de ceriu poate fi folosit pentru a avea un efect puternic de oxidare asupra fierului, reducând conținutul de fier în sticlă și atingerea obiectivului de a îndepărta culoarea verde din sticlă; Adăugarea de oxizi rari de pământ poate produce sticlă optică și sticlă specială în scopuri diferite, inclusiv sticlă care poate absorbi raze ultraviolete, sticlă rezistentă la acid și căldură, sticlă rezistentă la raze X, etc; Adăugarea elementelor de pământ rare la glazurile ceramice și din porțelan poate reduce fragmentarea glazurilor și să facă ca produsele să prezinte culori și glosuri diferite, ceea ce le face utilizate pe scară largă în industria ceramică.
Agricultură
Rezultatele cercetării indică faptul că elementele rare ale pământului pot crește conținutul de clorofilă a plantelor, pot spori fotosinteza, pot promova dezvoltarea rădăcinilor și pot crește absorbția de nutrienți de către rădăcini. Elementele rare de pământ pot promova, de asemenea, germinarea semințelor, pot crește rata de germinare a semințelor și pot promova creșterea răsadului. În plus față de principalele funcții menționate mai sus, are și capacitatea de a îmbunătăți rezistența la boli, rezistența la frig și rezistența la secetă a anumitor culturi. Numeroase studii au arătat, de asemenea, că utilizarea concentrațiilor adecvate de elemente ale pământului rare poate promova absorbția, transformarea și utilizarea nutrienților de către plante. Pulverizarea elementelor rare de pământ poate crește conținutul de VC, conținutul total de zahăr și raportul de acid de zahăr al fructelor de mere și citrice, promovând colorarea fructelor și maturarea timpurie. Și poate suprima intensitatea respiratorie în timpul depozitării și poate reduce rata de descompunere.
Câmp de materiale noi
Materialul permanent al magnetului permanent al borului de fier de neodim de pământ, cu remanență ridicată, coercitivitate ridicată și produs energetic magnetic ridicat, este utilizat pe scară largă în industriile electronice și aerospațiale și în turbine eoliene (adecvate în special pentru centralele electrice offshore); Cristale unice de ferite de tip granat și policristale formate prin combinația de oxizi puri rari de pământ și oxid ferric pot fi utilizate în industria cu microunde și electronică; Granatul de aluminiu de yttrium și sticla de neodim din oxid de neodim de înaltă puritate poate fi utilizat ca materiale laser solide; Hexaboridele de pământ rare pot fi utilizate ca materiale catodice pentru emisiile de electroni; Lanthanum Nickel Metal este un material nou dezvoltat de depozitare a hidrogenului în anii '70; Chromatul lantanum este un material termoelectric la temperatură ridicată; În prezent, țările din întreaga lume au făcut descoperiri în dezvoltarea materialelor supraconductoare prin utilizarea oxizilor pe bază de bariu modificată cu elemente de oxigen de cupru de bariu Yttrium, care pot obține superconductori în intervalul de temperatură a azotului lichid. În plus, pământurile rare sunt utilizate pe scară largă în surse de lumină de iluminare prin metode precum pulberea fluorescentă, intensificarea pulberii fluorescente de ecran, trei pulbere fluorescentă de culoare primară și pulbere de lămpi de copiere (dar datorită costului ridicat cauzată de creșterea prețurilor rare ale Pământului, aplicațiile lor în iluminat sunt treptat în scădere), precum și de produse electronice, cum ar fi televiziunile și tabletele de proiecție; În agricultură, aplicarea urmelor de nitrați rari de pământ la culturile de câmp poate crește randamentul lor cu 5-10%; În industria textilă ușoară, clorurile de pământ rare sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă în blana de bronzare, vopsirea blană, vopsirea lânii și vopsirea covoarelor; Elementele de pământ rare pot fi utilizate în convertoare catalitice auto pentru a converti poluanții majori în compuși non-toxici în timpul evacuării motorului.
Alte aplicații
Elementele de pământ rare sunt, de asemenea, aplicate la diverse produse digitale, inclusiv dispozitive audiovizuale, de fotografie și comunicare, care îndeplinesc mai multe cerințe, cum ar fi mai mici, mai rapide, mai ușoare, mai lungi de utilizare și conservarea energiei. În același timp, a fost aplicat și pe mai multe câmpuri, cum ar fi energia verde, asistența medicală, purificarea apei și transportul.
Timpul post: 16-2023 august