Tartalom
- Mik a ritkaföldfémek (REE)?
- Ritkaföldfémek felhasználása
- Kritikus védelmi felhasználások
- Ritkaföldfém elem kilátások
Ritkaföldfémek előállítása: Ez a táblázat a ritkaföldfémek előállításának története, metrikus tonnában a ritkaföldfémek oxid-ekvivalenseiben, 1950 és 2017 között. Ez egyértelműen mutatja az Egyesült Államok piacra lépését az 1960-as évek közepén, amikor a színes televízió felrobbantotta a keresletet. Amikor Kína a 80-as évek végén és az 1990-es évek elején nagyon ritkán kezdett értékesíteni a ritkaföldfémeket, az Egyesült Államokban a bányákat kényszerítették bezárni, mert már nem tudtak profitálni. Amikor Kína csökkentette az exportot 2010-ben, a ritkaföldfémek ára gyorsan emelkedett. Ez motiválta az új gyártást az Egyesült Államokban, Ausztráliában, Oroszországban, Thaiföldön, Malajziában és más országokban. 2016-ban az Egyesült Államokban a ritkaföldfémek előállítása leállt, mivel az egyetlen bányát ápolásra és karbantartásra helyezték.
REE periódusos rendszer: A ritkaföldfémek a 15 lantanid sorozat elemei, valamint az ittrium. A skandium megtalálható a legtöbb ritkaföldfémből, és néha ritkaföldfémekké osztályozzák. Kép készítette.
Mik a ritkaföldfémek (REE)?
A ritkaföldfémek egy tizenhét kémiai elemből álló csoport, amelyek együtt jelennek meg a periódusos táblázatban (lásd a képet). A csoport ittriumból és a 15 lantanid elemből áll (lantán, cérium, prazeodímium, neodímium, prometium, szamárium, európium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium és lutecium). A skandium megtalálható a legtöbb ritkaföldfémből, és néha ritkaföldfémekké osztályozzák. A Tiszta és Alkalmazott Kémia Nemzetközi Szövetsége tartalmazza a szandíjat a ritkaföldfémek meghatározásában.
A ritkaföldfémek mindegyike fémek, és a csoportot gyakran "ritkaföldfémeknek" nevezik. Ezeknek a fémeknek sok hasonló tulajdonsága van, és ez gyakran okozza, hogy együtt találják meg őket geológiai lerakódásokban. Ezeket "ritkaföldfém-oxidoknak" is nevezik, mivel sokuk tipikusan oxidvegyületekként kerül forgalomba.
Ritkaföldfémek felhasználása: Ez a táblázat a ritkaföldfémek elemének használatát mutatja az Egyesült Államokban 2017 folyamán. Sok jármű ritkaföldfém katalizátort használ a kipufogórendszerében a légszennyezés ellenőrzése céljából. Nagyon sok ötvözet tartósabbá válik ritkaföldfémek hozzáadásával. Az üveg, gránit, márvány és drágakövek gyakran cérium-oxid porral csiszolódnak. Sok motor és generátor ritkaföldfémből készült mágneseket tartalmaz. A digitális kijelzőkben, monitorokban és televíziókban használt fényforrásokat ritkaföldfémekből állítják elő. A legtöbb számítógép, mobiltelefon és elektromos jármű akkumulátor ritkaföldfémekből készül.
Ritkaföldfémek felhasználása
A ritkaföldfémeket és az azokat tartalmazó ötvözeteket sok olyan eszközben használják, amelyeket az emberek naponta használnak, például számítógépes memóriában, DVD-kben, újratölthető akkumulátorokban, mobiltelefonokban, katalitikus átalakítókban, mágnesekben, fluoreszkáló világításban és még sok másban.
Az elmúlt húsz évben robbanásszerűen felmerült a kereslet számos olyan tárgy esetében, amelyeknél ritkaföldfémeket kell használni. Húsz évvel ezelőtt nagyon kevés mobiltelefon volt használatban, de a száma ma már több mint 7 milliárdra nőtt. A ritkaföldfémek használata a számítógépekben szinte olyan gyorsan nőtt, mint a mobiltelefonoké.
Számos újratölthető elem ritkaföldfémekkel készül. Az elemek iránti keresletet a hordozható elektronikus eszközök, például mobiltelefonok, olvasók, hordozható számítógépek és kamerák iránti kereslet vezérli.
Több font ritka földfémek vannak az akkumulátorokban, amelyek minden elektromos járművet és hibrid-elektromos járművet táplálnak. Ami az energiafüggetlenséget, az éghajlatváltozást és más kérdéseket ösztönzi az elektromos és hibrid járművek értékesítésében, a ritkaföldfémekkel készített akkumulátorok iránti kereslet még gyorsabban növekszik.
A ritkaföldfémeket katalizátorokként, foszforokként és polírozó vegyületekként használják. Ezeket a levegőszennyezés csökkentésére, az elektronikus eszközök megvilágított képernyőit és az optikai minőségű üveg csiszolására használják. Mindezen termékek várhatóan növekvő keresletet fognak tapasztalni.
Más anyagok helyettesíthetők a ritkaföldfémekkel a legfontosabb felhasználásuk során; ezek a helyettesítők általában kevésbé hatékonyak és költségesek.
Az 1950-es évektől a 2000-es évek elejéig a cérium-oxid nagyon népszerű lapidary lengyel volt. Olcsó volt és nagyon hatékony. A közelmúltbeli áremelkedések szinte kiküszöbölték a cérium-oxid használatát a kőzet megdörzsölésében és a lapidary művészetben. A helyén más típusú fényezőanyagokat, például alumíniumot és titán-oxidot használnak.
Kritikus védelmi felhasználások
A ritkaföldfémek alapvető szerepet játszanak nemzetvédelemünkben. A katonaság éjjellátó védőszemüveget, precíziósan vezetett fegyvereket, kommunikációs eszközöket, GPS-készülékeket, elemeket és egyéb védelmi elektronikát használ. Ezek óriási előnyt biztosítanak az Egyesült Államok katonaságának. A ritkaföldfémek kulcsfontosságú alkotóelemek a páncélozott járművekben használt nagyon kemény ötvözetek és lövedékek gyártásához, amelyek összetörnek.
Néhány védelmi alkalmazásban a helyettesítők ritkaföldfémekhez használhatók; ezek a helyettesítők azonban általában nem olyan hatékonyak, és ez csökkenti a katonai fölényt. A ritkaföldfémek számos felhasználását a mellékelt táblázat foglalja össze.
Ritkaföldfém elem kilátások
Az autó, a fogyasztói elektronika, az energiahatékony világítás és a katalizátorok iránti globális kereslet várhatóan gyorsan növekedni fog a következő évtizedben. A ritkaföldföld mágnesek iránti igény várhatóan növekszik, csakúgy, mint az újratölthető elemek igénye. Az orvostechnika új fejleményei várhatóan növelik a sebészeti lézerek, a mágneses rezonancia képalkotás és a pozitron emissziós tomográfia szcintillációs detektorok alkalmazását.
A ritkaföldfémeket erősen használják ezekben az iparágakban, ezért az iránti igénynek továbbra is magasnak kell lennie.