Za določitev njene industrijske ravni se lahko uporabi poraba redkih zemljin v državi. Vseh visokih, natančnih in naprednih materialov, sestavnih delov in opreme ni mogoče ločiti od redkih kovin. Zakaj isto jeklo naredi druge bolj odporne na korozijo kot vi? Ali gre za isto vreteno obdelave, da so drugi bolj trpežni in natančni od vas? Je tudi en sam kristal, da lahko drugi dosežejo visoko temperaturo 1650 ° C? Zakaj ima kozarec nekoga drugega tako visok indeks loma? Zakaj lahko Toyota doseže najvišjo toplotno učinkovitost avtomobila na svetu 41%? Vse to so povezane z uporabo redkih kovin.
Redke zemeljske kovine, znani tudi kot redki zemeljski elementi, so skupni izraz za 17 elementovSkandij, yttriumin serija lantanida v periodični skupini tabele IIIB, ki jo običajno predstavlja R ali RE. Scandium in Yttrium veljata za redke zemeljske elemente, ker pogosto obstajajo z elementi lantanida v mineralnih nahajališčih in imajo podobne kemijske lastnosti.
Za razliko od njegovega imena pomeni, da je obilje redkih zemeljskih elementov (razen Promethiuma) v skorji precej visoke, cerium je na 25. mestu v številčnosti elementov skorje, kar predstavlja 0,0068% (blizu bakra). Vendar se zaradi svojih geokemijskih lastnosti redko zemeljski elementi redko obogatijo na ekonomsko izkoriščajoči ravni. Ime redkih zemeljskih elementov izhaja iz njihove pomanjkljivosti. Prvi redki zemeljski mineral, ki so ga odkrili ljudje, je bila silicijeva berilij ytrium ruda, ekstrahirana iz rudnika v vasi Iterbi na Švedskem, kjer izvirajo številna redka imena zemeljskih elementov.
Njihova imena in kemični simboli soSC, Y, LA, CE, PR, ND, PM, SM, EU, GD, TB, DY, HO, ER, TM, YB, YB in LU. Njihove atomske številke so 21 (SC), 39 (y), 57 (LA) do 71 (lu).
Zgodovina odkritja redkih zemeljskih elementov
Leta 1787 je švedski Ca Arrenius v majhnem mestu Ytterby blizu Stockholma našel nenavadno redko zemeljsko kovinsko črno rudo. Leta 1794 je finski J. Gadolin izoliral novo snov iz nje. Tri leta pozneje (1797) je švedski Ag Ekeberg potrdil to odkritje in po kraju, kjer je bila odkrita, poimenoval novo snov Yttria (Ytrium Earth). Kasneje se je v spomin na gadolinit to vrsto rude imenoval gadolinit. Leta 1803 so nemški kemiki MH Klaproth, švedski kemiki JJ Berzelius in W. Hisinger odkrili novo snov - cerijo - iz rude (cerium silikatna ruda). Leta 1839 je švedski CG Mosander odkril Lanthanum. Leta 1843 je Murander spet odkril terbij in Erbium. Leta 1878 je švicarski Marinac odkril ytterbium. Leta 1879 so Francozi odkrili Samarium, švedski so odkrili Holmium in Thulium, švedski pa so odkrili skandij. Leta 1880 je švicarski Marinac odkril Gadolinium. Leta 1885 je Austrian A. von Wels Bach odkril praseodimij in neodimij. Leta 1886 je Bouvabadrand odkril disprozija. Leta 1901 je Francoz Ea DeMarcay odkril Europium. Leta 1907 je Francoz G. Urban odkril lutetij. Leta 1947 so Američani, kot je Ja Marinsky, pridobili promet iz produktov cepitve urana. Od ločitve Ytrium Zemlje z Gadolinom leta 1794 je trajalo več kot 150 let do proizvodnje Promethiuma leta 1947.
Uporaba redkih zemeljskih elementov
Redki zemeljski elementiso znani kot "industrijski vitamini" in imajo nenadomestljive odlične magnetne, optične in električne lastnosti, ki igrajo veliko vlogo pri izboljšanju učinkovitosti izdelkov, povečanju raznolikosti izdelkov in izboljšanju učinkovitosti proizvodnje. Zaradi velikega učinka in majhnega odmerjanja so redka zemlja postala pomemben element pri izboljšanju strukture izdelkov, povečanju tehnološke vsebine in spodbujanju tehnološkega napredka v industriji. Široko jih uporabljajo na področjih, kot so metalurgija, vojaška, petrokemična, steklena keramika, kmetijstvo in novi materiali.
Metalurška industrija
Redka zemljase na metalurškem področju uporablja že več kot 30 let in tvori relativno zrele tehnologije in procese. Uporaba redke zemlje v jeklenih in neželenih kovinah je veliko in široko polje s širokimi perspektivami. Dodajanje redkih zemeljskih kovin, fluoridov in silicidov v jeklo lahko igra vlogo pri rafiniranju, razžalulizaciji, nevtralizaciji škodljivih nečistoč v nizkih tališčih in izboljšanju zmogljivosti obdelave jekla; Redko zemeljska silicijeva železna zlitina in redka zemeljska silicijeva magnezijeva zlitina se uporabljajo kot sferoidizirajoča sredstva za proizvodnjo redkega zemeljskega duktilnega železa. Zaradi posebne primernosti za proizvodnjo zapletenih nodularnih železovih delov s posebnimi zahtevami se ta vrsta duktilnega železa pogosto uporablja v mehanskih proizvodnih industrijah, kot so avtomobili, traktorji in dizelski motorji; Dodajanje redkih zemeljskih kovin v neželene zlitine, kot so magnezij, aluminij, baker, cink in nikelj, lahko izboljša fizikalne in kemične lastnosti zlitine ter poveča njegovo sobno temperaturo in visokotemperaturne mehanske lastnosti.
Vojaško polje
Zaradi odličnih fizikalnih lastnosti, kot sta fotoelektričnost in magnetizem, lahko redke zemlja tvorijo široko paleto novih materialov z različnimi lastnostmi in močno izboljšajo kakovost in delovanje drugih izdelkov. Zato je znan kot "industrijsko zlato". Prvič, dodajanje redkih zemlje lahko znatno izboljša taktično delovanje jekla, aluminijevih zlitin, magnezijevih zlitin in titanovih zlitin, ki se uporabljajo pri proizvodnji tankov, letal in raket. Poleg tega se lahko redka zemlja uporabijo tudi kot maziva za številne visokotehnološke aplikacije, kot so elektronika, laserji, jedrska industrija in superprevodnost. Ko se v vojaški tehnologiji uporablja redka zemeljska tehnologija, bo neizogibno prinesla skok v vojaško tehnologijo. V določenem smislu velik nadzor nad ameriško vojsko v več lokalnih vojnah po hladni vojni in njegova sposobnost, da z nekaznovanim odkrito ubija sovražnike, izvira iz njegove redke zemeljske tehnologije, kot je Superman.
Petrokemična industrija
Redke zemeljske elemente lahko uporabimo za izdelavo molekularnih sito katalizatorjev v petrokemični industriji, s prednosti, kot so visoka aktivnost, dobra selektivnost in močna odpornost na zastrupitev s težkimi kovinami. Zato so zamenjali aluminijaste silikatne katalizatorje za naftne katalitične postopke razpokanja; V proizvodnem procesu sintetičnega amoniaka se kot kokatalizator uporablja majhna količina redkega zemeljskega nitrata, njegova zmogljivost za predelavo plina pa je 1,5 -krat večja od zmogljivosti nikljevega aluminijevega katalizatorja; V procesu sintetiziranja cis-1,4-polibutadienske gume in izoprenske gume ima izdelek, pridobljen z redkim zemeljskim cikloalkanoatskim triisobutil aluminijevim katalizatorjem, odlične lastnosti, s prednosti, kot so manj opreme, in kratek postopek po zdravljenju; Kompozitni redki zemeljski oksidi se lahko uporabljajo tudi kot katalizatorji za čiščenje izpušnih plinov iz motorjev z notranjim zgorevanjem, cerijev naftenat pa se lahko uporablja tudi kot sredstvo za sušenje barve.
Glass-Coceramic
Uporaba redkih zemeljskih elementov v kitajski stekleni in keramični industriji se je od leta 1988 povečala s povprečno 25%, kar je v letu 1998 doseglo približno 1600 ton. Redki keramika zemeljskega stekla niso le tradicionalni osnovni materiali za industrijo in vsakdanje življenje, ampak tudi glavni član visokotehnološkega polja. Redki zemeljski oksidi ali predelani redki zemeljski koncentrati se lahko široko uporabljajo kot polirajoči praški za optično steklo, leče za spektakel, slikovne cevi, epruvete za osciloskop, plosko steklo, plastično in kovinsko namizno posodo; V procesu taljenja lahko cerijev dioksid uporabimo za močan oksidacijski učinek na železo, zmanjšanje vsebnosti železa v steklu in doseganje cilja odstranitve zelene barve iz kozarca; Dodajanje redkih zemeljskih oksidov lahko proizvede optično steklo in posebno steklo za različne namene, vključno s steklom, ki lahko absorbira ultravijolične žarke, kislinsko in toplotno odporno steklo, rentgensko odporno steklo itd.; Dodajanje redkih zemeljskih elementov k keramični in porcelanski glazuri lahko zmanjša razdrobljenost glazurov in izdelke predstavljajo različne barve in sijaje, zaradi česar se široko uporabljajo v keramični industriji.
Kmetijstvo
Rezultati raziskav kažejo, da lahko redki zemeljski elementi povečajo vsebnost klorofila v rastlinah, izboljšajo fotosintezo, spodbujajo razvoj korenin in povečajo absorpcijo hranil s koreninami. Redki zemeljski elementi lahko tudi spodbujajo kalitev semen, povečajo stopnjo kalitve semen in spodbujajo rast sadik. Poleg zgoraj omenjenih glavnih funkcij ima tudi sposobnost povečanja odpornosti na bolezni, odpornosti na mraz in odpornost na sušo nekaterih pridelkov. Številne študije so tudi pokazale, da uporaba ustreznih koncentracij redkih zemeljskih elementov lahko spodbuja absorpcijo, transformacijo in uporabo hranil s strani rastlin. Razprševanje redkih zemeljskih elementov lahko poveča vsebnost VC, skupno vsebnost sladkorja in razmerje sladkorne kisline v sadju jabolka in citrusov, kar spodbuja barvanje sadja in zgodnje zorenje. In lahko zavira intenzivnost dihal med skladiščenjem in zmanjša stopnjo razpadanja.
Novo področje materialov
Redki zemeljski neodimijski železni magnetni material z visoko remanenco, visoko prisilnostjo in izdelkom z visoko magnetno energijo se pogosto uporablja v elektronski in vesoljski industriji ter v vetrnih turbinah (še posebej primeren za obalne elektrarne); V mikrovalovni in elektronski industriji se lahko uporabijo granatni feritni enojni kristali in polikristali, ki jih tvori kombinacija čistih redkih zemeljskih oksidov in železovega oksida; Yttrium aluminijev granat in neodimijevo steklo, izdelano iz visoke čime neodimijevega oksida, se lahko uporabljata kot trdni laserski materiali; Redki zemeljski heksaboridi se lahko uporabljajo kot katodni materiali za emisije elektronov; Lanthanum Nickel Metal je na novo razvit material za shranjevanje vodika v 70. letih prejšnjega stoletja; Lanthanum kromat je visokotemperaturni termoelektrični material; Trenutno so države po vsem svetu prebole pri razvoju superprevodnih materialov z uporabo barijevih oksidov, spremenjenih z bakrenimi elementi kisika barija ytrium, ki lahko pridobijo superprevodnike v temperaturnem območju tekočega dušika. Poleg tega se redke zemlja pogosto uporabljajo pri osvetlitvi svetlobnih virov z metodami, kot so fluorescentni prah, intenzivirajo zaslonski fluorescenčni prah, tri primarne barvne fluorescentne prah in kopiranje žarnice v prahu (vendar zaradi visokih stroškov, ki jih povzroča dvig redkih cen Zemlje, njihove uporabe razsvetljave se postopoma zmanjšujejo), pa tudi elektronski izdelki, kot so televizija in tableti; V kmetijstvu lahko uporaba v sledovih na terenskih pridelkih poveča njihov donos za 5-10%; V lahki tekstilni industriji se redki zemeljski kloridi pogosto uporabljajo tudi pri porjavilnem krzu, barvanju krzna, barvanju volne in barvanju preprog; Redki zemeljski elementi se lahko uporabljajo pri avtomobilskih katalitičnih pretvornikih za pretvorbo večjih onesnaževal v netoksične spojine med izpušnimi plini motorja.
Druge aplikacije
Redki zemeljski elementi se uporabljajo tudi za različne digitalne izdelke, vključno z avdiovizualnimi, fotografijami in komunikacijskimi napravami, ki izpolnjujejo več zahtev, kot so manjši, hitrejši, lažji, daljši čas uporabe in ohranjanje energije. Hkrati se uporablja tudi na več poljih, kot so zelena energija, zdravstvena oskrba, čiščenje vode in prevoz.
Čas objave: avgust-16-2023