Съдържание
- Какви са редките земни елементи (REE)?
- Използване на редките земни елементи
- Критични приложения за защита
- Редки изгледи за земни елементи
Производство на редки земни елементи: Тази диаграма показва история на производството на рядкоземни елементи в метрични тонове еквивалент на рядкоземен оксид между 1950 и 2017 г. Това ясно показва влизането на пазара на САЩ в средата на 60-те години на миналия век, когато цветната телевизия експлодира търсенето. Когато Китай започна да продава редки земи на много ниски цени в края на 80-те и началото на 90-те години, мини в Съединените щати бяха принудени да се затворят, защото вече не можеха да печелят. Когато Китай намали износа през 2010 г., цените на редките земи скочиха. Това мотивира ново производство в САЩ, Австралия, Русия, Тайланд, Малайзия и други страни. През 2016 г. производството на рядка земя в Съединените щати спря, тъй като единствената останала мина беше поставена на грижи и поддръжка.
REE Периодична таблица: Редките земни елементи са 15-те елемента от серия лантанид, плюс итрий. Скандиумът се намира в повечето находища на редки земни елементи и понякога се класифицира като рядкоземен елемент. Изображение от.
Какви са редките земни елементи (REE)?
Рядкоземните елементи са група от седемнадесет химически елемента, които се срещат заедно в периодичната таблица (виж изображението). Групата се състои от итрий и 15-те лантанидни елемента (лантан, церий, празеодим, неодим, прометий, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, холмий, ербий, тулий, итербий и лютеций). Скандиумът се намира в повечето находища на редки земни елементи и понякога се класифицира като рядкоземен елемент. Международният съюз за чиста и приложна химия включва скандий в тяхното определение за рядкоземни елементи.
Рядкоземните елементи са всички метали, а групата често е наричана „редкоземни метали“. Тези метали имат много сходни свойства и това често води до тяхното намиране заедно в геоложки находища. Те също се наричат "редкоземни оксиди", тъй като много от тях обикновено се продават като оксидни съединения.
Използване на редкоземни елементи: Тази диаграма показва използването на рядкоземни елементи в Съединените щати през 2017 г. Много превозни средства използват рядкоземни катализатори в своите изпускателни системи за контрол на замърсяването на въздуха. Голям брой сплави се правят по-трайни чрез добавяне на рядкоземни метали. Стъкло, гранит, мрамор и скъпоценни камъни често се полират с прах от цериев оксид. Много двигатели и генератори съдържат магнити, направени с редки земни елементи. Фосфорите, използвани в цифрови дисплеи, монитори и телевизори, са създадени с редки земни оксиди. Повечето акумулатори за компютър, мобилен телефон и електрически превозни средства са направени с редки земни метали.
Използване на редките земни елементи
Рядкоземни метали и сплави, които ги съдържат, се използват в много устройства, които хората използват всеки ден, като компютърна памет, DVD дискове, акумулаторни батерии, мобилни телефони, каталитични преобразуватели, магнити, флуоресцентно осветление и много други.
През последните двадесет години имаше експлозия в търсенето на много предмети, които изискват рядкоземни метали. Преди 20 години имаше много малко мобилни телефони в употреба, но броят им нарасна до над 7 милиарда в употреба днес. Използването на редкоземни елементи в компютрите нараства почти толкова бързо, колкото мобилните телефони.
Много акумулаторни батерии са направени с рядкоземни съединения. Търсенето на батерии се обуславя от търсенето на преносими електронни устройства като мобилни телефони, четци, преносими компютри и камери.
Няколко килограма рядкоземни съединения са в батерии, които захранват всяко електрическо превозно средство и хибридно-електрическо превозно средство. Тъй като притесненията за енергийна независимост, изменението на климата и други проблеми водят до продажбата на електрически и хибридни превозни средства, търсенето на батерии, произведени с рядкоземни съединения, ще се покачи още по-бързо.
Рядките почви се използват като катализатори, фосфори и полиращи съединения. Те се използват за контрол на замърсяването на въздуха, осветени екрани на електронни устройства и полиране на оптично качество на стъклото. Очаква се всички тези продукти да изпитат нарастващо търсене.
Други вещества могат да бъдат заменени с рядкоземни елементи при техните най-важни приложения; тези заместители обаче обикновено са по-малко ефективни и скъпи.
От 1950-те до началото на 2000-те години, цериевият оксид е много популярен лапидарен лак. Беше евтино и много ефективно. Неотдавнашните увеличения на цените почти елиминираха използването на цериев оксид при разпадане на скали и лапидарните изкуства. На негово място сега се използват други видове лак, като алуминий и титанов оксид.
Критични приложения за защита
Рядкоземните елементи играят съществена роля в националната ни отбрана. Военните използват очила за нощно виждане, прецизно насочени оръжия, комуникационна техника, GPS оборудване, батерии и друга отбранителна електроника. Те дават на американските военни огромно предимство. Рядкоземните метали са основни съставки за производството на много твърди сплави, използвани в бронирани превозни средства и снаряди, които се разрушават при удар.
Заместници могат да се използват за редкоземни елементи в някои приложения за отбрана; тези заместители обаче обикновено не са толкова ефективни и това намалява военното превъзходство. В приложената таблица са обобщени няколко употреби на редкоземни елементи.
Редки изгледи за земни елементи
Очаква се глобалното търсене на автомобили, потребителска електроника, енергоефективно осветление и катализатори да нарасне бързо през следващото десетилетие. Очаква се търсенето на редки земни магнити да се увеличи, както и търсенето на акумулаторни батерии. Новите разработки в медицинската технология се очаква да увеличат използването на хирургически лазери, магнитно-резонансно изображение и сцинтилационни детектори за позитронно-емисионна томография.
Рядкоземните елементи се използват широко във всички тези индустрии, така че търсенето на тях трябва да остане високо.