Konsumtionen av sällsynta jordar i ett land kan användas för att bestämma dess industriella nivå. Alla höga, exakta och avancerade material, komponenter och utrustning kan inte separeras från sällsynta metaller. Varför är det att samma stål gör andra mer korrosionsbeständiga än du? Är det samma maskinverktygsspindel som andra är mer hållbara och exakta än du? Är det också en enda kristall att andra kan nå en hög temperatur på 1650 ° C? Varför har någon annans glas ett så högt brytningsindex? Varför kan Toyota uppnå världens högsta termiska effektivitet på 41%? Dessa är alla relaterade till tillämpning av sällsynta metaller.
Sällsynta jordmetaller, även känd som sällsynta jordartselement, är en kollektiv term för 17 element iskandium, yttriumoch Lanthanide -serien i den periodiska tabell IIIB -gruppen, vanligtvis representerad av R eller RE. Skandium och yttrium betraktas som sällsynta jordelement eftersom de ofta samexisterar med lantanidelement i mineralavlagringar och har liknande kemiska egenskaper.
Till skillnad från dess namn antyder, är överflödet av sällsynta jordarelement (exklusive prometium) i skorpan ganska hög, med cerium som rankas 25: e i överflödet av skorpelement, och står för 0,0068% (nära koppar). På grund av dess geokemiska egenskaper berikas emellertid sällsynta jordelement sällan till en ekonomiskt exploaterbar nivå. Namnet på sällsynta jordartselement härrör från deras knapphet. Det första sällsynta jordartsmineralet som upptäcktes av människor var Silicon Beryllium Yttriummalm extraherad från en gruva i byn Iterbi, Sverige, där många sällsynta jordartsnamn har sitt ursprung.
Deras namn och kemiska symboler ärSC, Y, LA, CE, PR, ND, PM, SM, EU, GD, TB, DY, HO, ER, TM, YB, YB och LU. Deras atomnummer är 21 (SC), 39 (y), 57 (LA) till 71 (LU).
Upptäckthistorien för sällsynta jordarelement
År 1787 hittade svenska Ca Arrhenius en ovanlig sällsynt jordmetallmalm i den lilla staden Ytterby nära Stockholm. År 1794 isolerade Finska J. Gadolin ett nytt ämne från det. Tre år senare (1797) bekräftade Swedish AG Ekeberg denna upptäckt och namngav det nya ämnet Yttria (Yttrium Earth) efter den plats där den upptäcktes. Senare, till minne av gadolinit, kallades denna typ av malm gadolinit. År 1803 upptäckte tyska kemister MH Klaproth, svenska kemister JJ Berzelius och W. Hisinger ett nytt ämne - Ceria - från en malm (Cerium Silicate Ore). 1839 upptäckte svensken CG Mosander Lanthanum. 1843 upptäckte Musander Terbium och Erbium igen. 1878 upptäckte Swiss Marinac Ytterbium. År 1879 upptäckte fransmännen Samarium, det svenska upptäckte Holmium och Thulium och det svenska upptäckte skandium. 1880 upptäckte Swiss Marinac Gadolinium. 1885 upptäckte österrikiska A. von Wels Bach praseodymium och neodym. 1886 upptäckte Bouvabadrand dysprosium. 1901 upptäckte den franska mannen EA Demarcay Europium. 1907 upptäckte den franska mannen G. Urban Lutetium. 1947 erhöll amerikaner som Ja Marinsky promethium från uranklyftprodukter. Det tog över 150 år från separationen av Yttrium Earth av Gadolin 1794 till produktionen av Promethium 1947.
Tillämpning av sällsynta jordarelement
Sällsynta jordelementär kända som "industriella vitaminer" och har oföränderliga utmärkta magnetiska, optiska och elektriska egenskaper, spelar en enorm roll för att förbättra produktprestanda, öka produktsorten och förbättra produktionseffektiviteten. På grund av dess stora effekt och låga doser har sällsynta jordar blivit ett viktigt inslag för att förbättra produktstrukturen, öka tekniskt innehåll och främja industrins tekniska framsteg. De har använts i stor utsträckning inom fält som metallurgi, militär, petrokemisk, glaskeramik, jordbruk och nya material.
Metallurgisk industri
Sällsynt jordhar tillämpats inom det metallurgiska fältet i mer än 30 år och har bildat relativt mogna tekniker och processer. Tillämpningen av sällsynta jordar i stål- och icke-järnmetaller är ett stort och omfattande fält med breda framtidsutsikter. Tillsatsen av sällsynta jordartsmetaller, fluorider och silicider till stål kan spela en roll i raffinering, avsvavling, neutralisera skadliga föroreningar med låg smältpunkt och förbättra bearbetningsprestanda för stål; Sällsynta jordarts kiseljärnlegering och sällsynta jordarts kiselmagnesiumlegering används som sfäroidiserande medel för att producera sällsynt jordarts duktilt järn. På grund av deras speciella lämplighet för att producera komplexa duktila järndelar med speciella krav används denna typ av duktil järn i stor utsträckning inom mekaniska tillverkningsindustrier såsom bilar, traktorer och dieselmotorer; Att lägga till sällsynta jordartsmetaller till icke-järnlegeringar såsom magnesium, aluminium, koppar, zink och nickel kan förbättra de fysiska och kemiska egenskaperna hos legeringen, samt förbättra dess rumstemperatur och högtemperaturmekaniska egenskaper.
Militärområde
På grund av dess utmärkta fysiska egenskaper som fotoelektricitet och magnetism kan sällsynta jordar bilda en mängd nya material med olika egenskaper och förbättra kvaliteten och prestandan hos andra produkter. Därför är det känt som "industriellt guld". För det första kan tillsatsen av sällsynta jordar förbättra den taktiska prestandan hos stål, aluminiumlegeringar, magnesiumlegeringar och titanlegeringar som används vid tillverkning av tankar, flygplan och missiler. Dessutom kan sällsynta jordar användas som smörjmedel för många högteknologiska applikationer som elektronik, lasrar, kärnkraftsindustri och superledningsförmåga. När den sällsynta jordartstekniken används i militär kommer det oundvikligen att åstadkomma ett språng inom militär teknik. I en viss mening härrör den överväldigande kontrollen av den amerikanska militären i flera lokala krig efter det kalla kriget, liksom dess förmåga att öppet döda fiender med straffrihet, från dess sällsynta jordartsteknologi, till exempel Superman.
Petrokemisk industri
Sällsynta jordartselement kan användas för att göra molekylära siktkatalysatorer i den petrokemiska industrin, med fördelar som hög aktivitet, god selektivitet och stark motstånd mot tungmetallförgiftning. Därför har de ersatt aluminiumsilikatkatalysatorer för petroleumkatalytiska sprickprocesser; I produktionsprocessen för syntetisk ammoniak används en liten mängd sällsynt jordnitrat som en kokatalysator och dess gasbearbetningskapacitet är 1,5 gånger större än för nickel aluminiumkatalysator; I processen med att syntetisera cis-1,4-polybutadiengummi och isoprengummi har produkten erhållen med en sällsynt jordjordisk cykloalkanoat triisobutylaluminiumkatalysator utmärkta prestanda, med fördelar som mindre utrustningshäftande hängande, stabil drift och kort efterbehandlingsprocess; Komposit sällsynta jordaroxider kan också användas som katalysatorer för rening av avgaser från förbränningsmotorer, och cerium -naftenat kan också användas som färgtorkmedel.
Glaskeramik
Tillämpningen av sällsynta jordarelement i Kinas glas- och keramiska industri har ökat med en genomsnittlig hastighet på 25% sedan 1988 och nådde cirka 1600 ton 1998. Sällsynta jordglasskeramik är inte bara traditionella grundmaterial för industrin och vardagen, utan också en viktig medlem av det högteknologiska området. Sällsynta jordar oxider eller bearbetade sällsynta jordartskoncentrat kan användas i stor utsträckning som poleringspulver för optiskt glas, skådespelelinser, bildrör, oscilloskoprör, platt glas, plast och metallbordsartiklar; I processen med smältglas kan ceriumdioxid användas för att ha en stark oxidationseffekt på järn, minska järnhalten i glaset och uppnå målet att ta bort den gröna färgen från glaset; Att lägga till sällsynta jordaroxider kan producera optiskt glas och speciellt glas för olika ändamål, inklusive glas som kan absorbera ultravioletta strålar, syra och värmebeständigt glas, röntgenbeständig glas, etc; Att lägga till sällsynta jordarelement till keramiska och porslinglasyr kan minska fragmenteringen av glasyr och göra att produkter presenterar olika färger och glansar, vilket gör att de används allmänt i keramikindustrin.
Lantbruk
Forskningsresultaten indikerar att sällsynta jordarelement kan öka klorofyllinnehållet i växter, förbättra fotosyntesen, främja rotutveckling och öka näringsabsorptionen genom rötter. Sällsynta jordartselement kan också främja fröspiring, öka fröspiringfrekvensen och främja plantatillväxt. Förutom de viktigaste funktionerna som nämns ovan har den också förmågan att förbättra sjukdomens motstånd, kallmotstånd och torka motstånd hos vissa grödor. Många studier har också visat att användningen av lämpliga koncentrationer av sällsynta jordartselement kan främja absorption, transformation och användning av näringsämnen från växter. Sprutning av sällsynta jordartselement kan öka VC -innehållet, det totala sockerinnehållet och sockersyraförhållandet för äppel- och citrusfrukter, främja fruktfärgning och tidig mognad. Och det kan undertrycka andningsintensiteten under lagring och minska förfallshastigheten.
Nytt materialfält
Sällsynta jordar Neodymium Iron Boron Permanent Magnet Material, med hög rest, hög tvång och hög magnetisk energiprodukt, används allmänt inom den elektroniska och rymdindustrin och drivande vindkraftverk (särskilt lämpliga för offshore -kraftverk); Ferrit av granatstyp Enkelkristaller och polykristaller som bildas av kombinationen av rena sällsynta jordaroxider och järnoxid kan användas i mikrovågsugn och elektroniska industrier; Yttrium aluminium granat och neodymglas av hög renhet neodymoxid kan användas som fasta lasermaterial; Sällsynta jordarhexaborider kan användas som katodmaterial för elektronemission; Lanthanum nickelmetall är ett nyutvecklat vätelagringsmaterial på 1970 -talet; Lanthanumkromat är ett termoelektriskt material med högtemperatur; För närvarande har länder runt om i världen gjort genombrott i utvecklingen av superledande material genom att använda bariumbaserade oxider modifierade med barium yttrium koppar syreelement, som kan erhålla superledare i det flytande kvävetemperaturområdet. Dessutom används sällsynta jordar i stor utsträckning i belysningsljuskällor genom metoder såsom fluorescerande pulver, intensifierande skärmfluorescerande pulver, tre primära färgfluorescerande pulver och kopieringslamppulver (men på grund av de höga kostnaderna som orsakas av ökningen av sällsynta jordarpriser, minskar deras tillämpningar gradvis), liksom elektroniska produkter som projicerings -tv och tabletter; Inom jordbruket kan tillämpa spårmängder av sällsynt jordnitrat på fältgrödor öka deras avkastning med 5-10%; Inom den lätta textilindustrin används sällsynta jordklorider i stor utsträckning vid garvning, pälsfärgning, färgfärgning och färgning av mattor; Sällsynta jordarelement kan användas i fordonskatalysatorer för att omvandla stora föroreningar till icke-toxiska föreningar under motoravgas.
Andra applikationer
Sällsynta jordarelement tillämpas också på olika digitala produkter, inklusive audiovisuella, fotograferings- och kommunikationsenheter, uppfyller flera krav som mindre, snabbare, lättare, längre användningstid och energibesparing. Samtidigt har det också tillämpats på flera fält som grön energi, sjukvård, vattenrening och transport.
Inläggstid: augusti-2023