Содержание
- Что такое редкоземельные элементы (РЗЭ)?
- Использование Редких Земных Элементов
- Критическая защита использует
- Перспектива Редкой Земли
Производство редкоземельных элементов: На этой диаграмме показана история производства редкоземельных элементов в метрических тоннах в эквиваленте редкоземельного оксида в период между 1950 и 2017 годами. На нем четко показан выход Соединенных Штатов на рынок в середине 1960-х годов, когда спрос на цветное телевидение возрос. Когда Китай начал продавать редкие земли по очень низким ценам в конце 1980-х и начале 1990-х годов, шахты в Соединенных Штатах были вынуждены закрыться, потому что они больше не могли получать прибыль. Когда в 2010 году Китай сократил экспорт, цены на редкоземельные элементы резко возросли. Это побудило новое производство в США, Австралии, России, Таиланде, Малайзии и других странах. В 2016 году производство редкоземельных элементов в США прекратилось, так как единственный оставшийся рудник был поставлен на попечение и техническое обслуживание.
REE Периодическая таблица: Редкоземельные элементы - это 15 элементов серии лантаноидов плюс иттрий. Скандий встречается в большинстве месторождений редкоземельных элементов и иногда классифицируется как редкоземельный элемент. Изображение предоставлено
Что такое редкоземельные элементы (РЗЭ)?
Редкоземельные элементы представляют собой группу из семнадцати химических элементов, которые встречаются вместе в периодической таблице (см. Изображение). Группа состоит из иттрия и 15 элементов лантаноидов (лантана, церия, празеодима, неодима, прометия, самария, европия, гадолиния, тербия, диспрозия, гольмия, эрбия, тулия, иттербия и лютеция). Скандий встречается в большинстве месторождений редкоземельных элементов и иногда классифицируется как редкоземельный элемент. Международный союз теоретической и прикладной химии включает скандий в определение редкоземельных элементов.
Все редкоземельные элементы - это металлы, и эту группу часто называют «редкоземельными металлами». Эти металлы имеют много схожих свойств, и это часто приводит к тому, что они обнаруживаются вместе в геологических отложениях. Их также называют «редкоземельными оксидами», потому что многие из них обычно продаются в виде оксидных соединений.
Использование редкоземельных элементов: На этой диаграмме показано использование редкоземельных элементов в Соединенных Штатах в течение 2017 года. Многие транспортные средства используют редкоземельные катализаторы в своих выхлопных системах для контроля загрязнения воздуха. Большое количество сплавов делают более долговечными за счет добавления редкоземельных металлов. Стекло, гранит, мрамор и драгоценные камни часто полируются порошком оксида церия. Многие двигатели и генераторы содержат магниты из редкоземельных элементов. Люминофоры, используемые в цифровых дисплеях, мониторах и телевизорах, созданы с использованием редкоземельных оксидов. Большинство аккумуляторов для компьютеров, мобильных телефонов и электромобилей изготавливаются из редкоземельных металлов.
Использование Редких Земных Элементов
Редкоземельные металлы и содержащие их сплавы используются во многих устройствах, которые люди используют каждый день, таких как память компьютера, DVD-диски, аккумуляторы, мобильные телефоны, каталитические нейтрализаторы, магниты, флуоресцентное освещение и многое другое.
В течение последних двадцати лет наблюдается взрыв спроса на многие предметы, которые требуют редкоземельных металлов. Двадцать лет назад было очень мало мобильных телефонов, но сегодня их число возросло до 7 миллиардов. Использование редкоземельных элементов в компьютерах выросло почти так же быстро, как и в мобильных телефонах.
Многие аккумуляторные батареи изготовлены из редкоземельных соединений. Спрос на аккумуляторы определяется спросом на портативные электронные устройства, такие как мобильные телефоны, считыватели, портативные компьютеры и камеры.
Несколько фунтов редкоземельных соединений находятся в батареях, которые питают каждый электромобиль и гибридный электромобиль. Поскольку озабоченность по поводу энергетической независимости, изменения климата и другие проблемы стимулируют продажу электрических и гибридных транспортных средств, спрос на батареи, изготовленные из редкоземельных соединений, будет расти еще быстрее.
Редкоземельные элементы используются в качестве катализаторов, люминофоров и полирующих составов. Они используются для контроля загрязнения воздуха, экранов с подсветкой на электронных устройствах и полировки стекла оптического качества. Ожидается, что все эти продукты будут испытывать растущий спрос.
Другие вещества могут заменять редкоземельные элементы в их наиболее важных целях; однако эти заменители обычно менее эффективны и дороги.
С 1950-х до начала 2000-х годов оксид церия был очень популярным лапидарным лаком. Это было недорого и очень эффективно. Недавнее повышение цен почти исключило использование оксида церия в камнеобразовании и искусстве скалолазания. Другие типы полировки, такие как алюминий и оксид титана, теперь используются вместо него.
Критическая защита использует
Редкоземельные элементы играют важную роль в нашей национальной обороне. Военные используют очки ночного видения, высокоточное оружие, средства связи, GPS-оборудование, батареи и другую оборонную электронику. Это дает американским военным огромное преимущество. Редкоземельные металлы являются ключевыми ингредиентами для изготовления очень твердых сплавов, используемых в бронетехнике и снарядах, которые разрушаются при ударе.
Заменители могут использоваться для редкоземельных элементов в некоторых оборонных применениях; однако эти заменители обычно не так эффективны, и это уменьшает военное превосходство. Несколько видов использования редкоземельных элементов приведены в прилагаемой таблице.
Перспектива Редкой Земли
Ожидается, что мировой спрос на автомобили, бытовую электронику, энергосберегающее освещение и катализаторы будет быстро расти в течение следующего десятилетия. Ожидается увеличение спроса на редкоземельные магниты, а также на аккумуляторы. Ожидается, что новые разработки в области медицинских технологий повысят использование хирургических лазеров, магнитно-резонансных томографов и сцинтилляционных детекторов позитронно-эмиссионной томографии.
Редкоземельные элементы интенсивно используются во всех этих отраслях, поэтому спрос на них должен оставаться высоким.