Konsumi i tokave të rralla në një vend mund të përdoret për të përcaktuar nivelin e tij industrial.Çdo material, përbërës dhe pajisje e lartë, e saktë dhe e avancuar nuk mund të ndahet nga metalet e rralla.Pse i njëjti çelik i bën të tjerët më rezistent ndaj korrozionit se ju?A është i njëjti bosht veglash makine që të tjerët janë më të qëndrueshëm dhe më të saktë se ju?A është gjithashtu një kristal i vetëm që të tjerët mund të arrijnë një temperaturë të lartë prej 1650 ° C?Pse xhami i dikujt tjetër ka një indeks kaq të lartë thyes?Pse Toyota mund të arrijë efikasitetin më të lartë termik të makinave në botë prej 41%?Të gjitha këto janë të lidhura me aplikimin e metaleve të rralla.
Metalet e rralla të tokës, i njohur gjithashtu si elementë të tokës së rrallë, është një term kolektiv për 17 elementë tëskandali, ittrium, dhe seritë e lantanideve në grupin e tabelës periodike IIIB, të përfaqësuar zakonisht nga R ose RE.Skandiumi dhe ittriumi konsiderohen elementë të rrallë të tokës, sepse ato shpesh bashkëjetojnë me elementët e lantanidit në depozitat minerale dhe kanë veti të ngjashme kimike.
Ndryshe nga sa nënkupton emri i tij, bollëku i elementeve të tokës së rrallë (me përjashtim të prometiumit) në kore është mjaft i lartë, me ceriumin që renditet i 25-ti në bollëkun e elementeve të kores, duke zënë 0,0068% (afër bakrit).Megjithatë, për shkak të vetive të tij gjeokimike, elementët e rrallë të tokës pasurohen në një nivel ekonomikisht të shfrytëzueshëm.Emri i elementeve të rralla të tokës rrjedh nga pamjaftueshmëria e tyre.Minerali i parë i tokës së rrallë i zbuluar nga njerëzit ishte minerali i silikonit i ittriumit të beriliumit, i nxjerrë nga një minierë në fshatin Iterbi, Suedi, ku kanë origjinën shumë emra të elementeve të rralla të tokës.
Emrat e tyre dhe simbolet kimike janëSc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Yb dhe Lu.Numrat e tyre atomik janë 21 (Sc), 39 (Y), 57 (La) deri në 71 (Lu).
Historia e zbulimit të elementeve të rralla të tokës
Në 1787, suedez CA Arrhenius gjeti një mineral të zi të pazakontë të metalit të rrallë të tokës në qytetin e vogël Ytterby afër Stokholmit.Në 1794, finlandez J. Gadolin izoloi një substancë të re prej saj.Tre vjet më vonë (1797), suedez AG Ekeberg konfirmoi këtë zbulim dhe e quajti substancën e re yttria (ittrium tokë) sipas vendit ku u zbulua.Më vonë, në kujtim të gadolinitit, ky lloj minerali u quajt gadolinit.Në 1803, kimistët gjermanë MH Klaproth, kimistët suedezë JJ Berzelius dhe W. Hisinger zbuluan një substancë të re - ceria - nga një mineral ( xeheror silikat cerium ).Në 1839, suedez CG Mosander zbuloi lantanumin.Në 1843, Musander zbuloi përsëri terbium dhe erbium.Në 1878, zviceran Marinac zbuloi yterbium.Në 1879, francezët zbuluan samariumin, suedezët zbuluan holmiumin dhe thuliumin, dhe suedezët zbuluan skandiumin.Në 1880, zviceran Marinac zbuloi gadolinium.Në 1885, austriaku A. von Wels Bach zbuloi praseodymium dhe neodymium.Në 1886, Bouvabadrand zbuloi dysprosium.Në vitin 1901, francezi EA Demarcay zbuloi europiumin.Në vitin 1907, francezi G. Urban zbuloi lutetiumin.Në vitin 1947, amerikanë si JA Marinsky morën prometium nga produktet e ndarjes së uraniumit.U deshën më shumë se 150 vjet nga ndarja e tokës së itriumit nga Gadolin në 1794 deri në prodhimin e prometiumit në 1947.
Aplikimi i elementeve të rralla të tokës
Elemente të rralla të tokësnjihen si "vitamina industriale" dhe kanë veti të shkëlqyera magnetike, optike dhe elektrike të pazëvendësueshme, duke luajtur një rol të madh në përmirësimin e performancës së produktit, rritjen e shumëllojshmërisë së produktit dhe përmirësimin e efikasitetit të prodhimit.Për shkak të efektit të madh dhe dozës së ulët, tokat e rralla janë bërë një element i rëndësishëm në përmirësimin e strukturës së produktit, rritjen e përmbajtjes teknologjike dhe promovimin e përparimit teknologjik të industrisë.Ato janë përdorur gjerësisht në fusha të tilla si metalurgjia, ushtarake, petrokimike, qeramika e qelqit, bujqësia dhe materialet e reja.
Industria Metalurgjike
Tokë e rrallëështë aplikuar në fushën metalurgjike për më shumë se 30 vjet dhe ka formuar teknologji dhe procese relativisht të pjekura.Aplikimi i tokës së rrallë në çelik dhe metale me ngjyra është një fushë e madhe dhe e gjerë me perspektiva të gjera.Shtimi i metaleve të rralla të tokës, fluorideve dhe silicideve në çelik mund të luajë një rol në rafinimin, desulfurizimin, neutralizimin e papastërtive të dëmshme me pikën e ulët të shkrirjes dhe përmirësimin e performancës së përpunimit të çelikut;Lidhja e hekurit të silikonit të tokës së rrallë dhe aliazhi i magnezit të silikonit të tokës së rrallë përdoren si agjentë sferoidizues për të prodhuar hekur duktil në tokë të rrallë.Për shkak të përshtatshmërisë së tyre të veçantë për prodhimin e pjesëve komplekse të hekurit duktil me kërkesa të veçanta, ky lloj hekuri duktil përdoret gjerësisht në industritë e prodhimit mekanik si automobilat, traktorët dhe motorët me naftë;Shtimi i metaleve të rralla të tokës në lidhjet me ngjyra si magnezi, alumini, bakri, zinku dhe nikeli mund të përmirësojë vetitë fizike dhe kimike të lidhjes, si dhe të përmirësojë temperaturën e dhomës dhe vetitë mekanike të temperaturës së lartë.
Fusha Ushtarake
Për shkak të vetive të shkëlqyera fizike si fotoelektriciteti dhe magnetizmi, tokat e rralla mund të formojnë një shumëllojshmëri të gjerë materialesh të reja me veti të ndryshme dhe të përmirësojnë shumë cilësinë dhe performancën e produkteve të tjera.Prandaj, ai njihet si "ari industrial".Së pari, shtimi i tokave të rralla mund të përmirësojë ndjeshëm performancën taktike të çelikut, lidhjeve të aluminit, lidhjeve të magnezit dhe lidhjeve të titanit të përdorura në prodhimin e tankeve, avionëve dhe raketave.Përveç kësaj, tokat e rralla mund të përdoren gjithashtu si lubrifikantë për shumë aplikacione të teknologjisë së lartë si elektronika, lazerët, industria bërthamore dhe superpërçueshmëria.Pasi teknologjia e tokës së rrallë të përdoret në ushtri, në mënyrë të pashmangshme do të sjellë një hap në teknologjinë ushtarake.Në një farë kuptimi, kontrolli dërrmues i ushtrisë amerikane në disa luftëra lokale pas Luftës së Ftohtë, si dhe aftësia e saj për të vrarë hapur armiqtë pa u ndëshkuar, buron nga teknologjia e saj e tokës së rrallë, siç është Superman.
Industria petrokimike
Elementet e rralla të tokës mund të përdoren për të bërë katalizatorë molekularë të sitës në industrinë petrokimike, me përparësi të tilla si aktiviteti i lartë, selektiviteti i mirë dhe rezistenca e fortë ndaj helmimit nga metalet e rënda.Prandaj, ata kanë zëvendësuar katalizatorët silikat alumini për proceset e plasaritjes katalitike të naftës;Në procesin e prodhimit të amoniakut sintetik, një sasi e vogël e nitratit të tokës së rrallë përdoret si kokatalizues dhe kapaciteti i tij përpunues i gazit është 1.5 herë më i madh se ai i katalizatorit të aluminit të nikelit;Në procesin e sintetizimit të gomës cis-1,4-polibutadien dhe gomës izopren, produkti i marrë duke përdorur një katalizator alumini cikloalkanoat triizobutil të tokës së rrallë ka performancë të shkëlqyeshme, me avantazhe të tilla si varja më pak ngjitëse e pajisjeve, funksionimi i qëndrueshëm dhe procesi i shkurtër pas trajtimit. ;Oksidet e përbëra të tokës së rrallë mund të përdoren gjithashtu si katalizatorë për pastrimin e gazit të shkarkimit nga motorët me djegie të brendshme, dhe naftenati i ceriumit mund të përdoret gjithashtu si një agjent tharëse bojë.
Qelqi-qeramike
Aplikimi i elementeve të tokës së rrallë në industrinë e qelqit dhe qeramikës në Kinë është rritur me një normë mesatare prej 25% që nga viti 1988, duke arritur afërsisht 1600 tonë në vitin 1998. Qeramikat e qelqit të tokës së rrallë nuk janë vetëm materiale bazë tradicionale për industrinë dhe jetën e përditshme, por edhe një anëtari kryesor i fushës së teknologjisë së lartë.Oksidet e rralla të tokës ose koncentratet e tokës të rralla të përpunuara mund të përdoren gjerësisht si pluhur lustrues për xhami optik, thjerrëza syzesh, tuba fotografish, tuba oshiloskopi, qelqi të sheshtë, plastikë dhe enë tavoline metalike;Në procesin e shkrirjes së qelqit, dioksidi i ceriumit mund të përdoret për të pasur një efekt të fortë oksidimi në hekur, duke reduktuar përmbajtjen e hekurit në gotë dhe duke arritur qëllimin për të hequr ngjyrën e gjelbër nga xhami;Shtimi i oksideve të tokës së rrallë mund të prodhojë xhami optik dhe xhami special për qëllime të ndryshme, duke përfshirë xhamin që mund të thithë rrezet ultravjollcë, xhami rezistent ndaj acidit dhe nxehtësisë, xhami rezistent ndaj rrezeve X, etj;Shtimi i elementeve të tokës së rrallë në glazurat qeramike dhe porcelani mund të zvogëlojë copëzimin e glazurave dhe t'i bëjë produktet të shfaqin ngjyra dhe shkëlqim të ndryshëm, duke i bërë ato të përdoren gjerësisht në industrinë e qeramikës.
Bujqësia
Rezultatet e hulumtimit tregojnë se elementët e rrallë të tokës mund të rrisin përmbajtjen e klorofilit të bimëve, të përmirësojnë fotosintezën, të nxisin zhvillimin e rrënjëve dhe të rrisin përthithjen e lëndëve ushqyese nga rrënjët.Elementet e rralla të tokës mund të nxisin gjithashtu mbirjen e farës, të rrisin shkallën e mbirjes së farës dhe të nxisin rritjen e fidanëve.Përveç funksioneve kryesore të përmendura më lart, ai gjithashtu ka aftësinë për të rritur rezistencën ndaj sëmundjeve, rezistencën ndaj të ftohtit dhe rezistencën ndaj thatësirës të kulturave të caktuara.Studime të shumta kanë treguar gjithashtu se përdorimi i përqendrimeve të përshtatshme të elementeve të tokës së rrallë mund të nxisë përthithjen, transformimin dhe përdorimin e lëndëve ushqyese nga bimët.Spërkatja e elementeve të tokës së rrallë mund të rrisë përmbajtjen e Vc, përmbajtjen totale të sheqerit dhe raportin e acidit të sheqerit te frutat e mollës dhe agrumeve, duke nxitur ngjyrosjen e frutave dhe pjekjen e hershme.Dhe mund të shtypë intensitetin e frymëmarrjes gjatë ruajtjes dhe të zvogëlojë shkallën e kalbjes.
Fusha e materialeve të reja
Materiali magnetik i përhershëm i hekurit neodymium bor të tokës së rrallë, me qëndrueshmëri të lartë, shtrëngim të lartë dhe produkt me energji të lartë magnetike, përdoret gjerësisht në industrinë elektronike dhe të hapësirës ajrore dhe në drejtimin e turbinave me erë (veçanërisht të përshtatshme për termocentrale në det të hapur);Njëkristalet dhe polikristalet e ferritit të tipit të granatës të formuara nga kombinimi i oksideve të pastërta të tokës së rrallë dhe oksidit të hekurit mund të përdoren në industrinë e mikrovalëve dhe elektronike;Garnet alumini ittriumi dhe qelqi neodymium i bërë nga oksidi neodymium me pastërti të lartë mund të përdoren si materiale lazer të ngurta;Heksaboridet e tokës së rrallë mund të përdoren si materiale katodë për emetimin e elektroneve;Metali i nikelit lantan është një material i sapokrijuar për ruajtjen e hidrogjenit në vitet 1970;Kromati i lantanit është një material termoelektrik me temperaturë të lartë;Aktualisht, vendet në mbarë botën kanë bërë përparime në zhvillimin e materialeve superpërcjellëse duke përdorur okside me bazë bariumi të modifikuara me elemente oksigjeni bakri të bariumit, të cilët mund të marrin superpërçues në intervalin e temperaturës së azotit të lëngshëm.Për më tepër, tokat e rralla përdoren gjerësisht në ndriçimin e burimeve të dritës përmes metodave të tilla si pluhuri fluoreshent, pluhuri fluoreshent i intensifikimit të ekranit, pluhuri fluoreshent me tre ngjyra kryesore dhe pluhuri i llambave të kopjimit (por për shkak të kostos së lartë të shkaktuar nga rritja e çmimeve të tokës së rrallë, aplikimet e tyre në ndriçim po zvogëlohen gradualisht), si dhe produktet elektronike si televizorët e projektimit dhe tabletët;Në bujqësi, aplikimi i sasive të vogla të nitratit të tokës së rrallë në kulturat e arave mund të rrisë rendimentin e tyre me 5-10%;Në industrinë e lehtë të tekstilit, kloruret e rralla të tokës përdoren gjithashtu gjerësisht në rrezitje të gëzofit, ngjyrosjen e gëzofit, ngjyrosjen e leshit dhe ngjyrosjen e qilimave;Elementët e tokës së rrallë mund të përdoren në konvertuesit katalitikë të automobilave për të kthyer ndotësit kryesorë në komponime jo toksike gjatë shkarkimit të motorit.
Aplikacione të tjera
Elementet e tokës së rrallë aplikohen gjithashtu në produkte të ndryshme dixhitale, duke përfshirë pajisjet audiovizive, fotografike dhe komunikuese, duke përmbushur kërkesa të shumta si më të vogla, më të shpejta, më të lehta, kohë më të gjatë përdorimi dhe kursim të energjisë.Në të njëjtën kohë, ai është aplikuar edhe në fusha të shumta si energjia e gjelbër, kujdesi shëndetësor, pastrimi i ujit dhe transporti.
Koha e postimit: Gusht-16-2023