Редкоземы — важные и самые дорогие компоненты магнитных, оптических и электронных устройств, которые производят в оборонной и аэрокосмической промышленности: беспилотников, управляемых ракет, приборов лазерного наведения спутниковой связи и т. д. Их называют «витаминами промышленности». Ведь эти металлы, хоть и в небольшом количестве, используются в важнейших материалах и процессах.
Редкоземельные элементы – что это?
В Зеленой книге ИЮПАК (Международного союза прикладной и теоретической химии), представлен перечень из 17 редкоземельных металлов:
- иттрий,
- 15 лантаноидов.
В одну группу эти элементы объединили из-за похожих признаков. Они образуют простые вещества со следующими свойствами
- серебристые или серые, с сильным металлическим блеском;
- пластичные и мягкие;
- активные, особенно при повышенной температуре или тонком измельчении.
Редкоземельные металлы обладают определенными различиями, поэтому и применяются для разных целей. С точки зрения добычи полезных ископаемых все они действительно редкоземельные, так как не часто встречаются в концентрированной и экономически выгодной форме.
Краткое описание
Скандий /Серебристый/ – Тугоплавкий, повышает прочность материалов, усиливает свечение
Иттрий /Светло-серый/ – Повышает жаропрочность и долговечность материалов, улучшает качество свечения
Лантан /Серебристо-белый, похож на кальций/ – Ускоряет крекинг нефти, повышает пластичность, жаропрочность и химическую устойчивость материалов
Церий /Светло-серый/ – Повышает электропроводность и пластичность металлов, придает розоватый оттенок стеклу, катализатор
Празеодим /Серебристо-белый/ – Улучшает свойства сверхпроводников и сплавов, придает бледно-зеленый оттенок стеклу, используется в лазерах и для получения пигментов
Неодим /Серебристо-серый/ – Улучшает качество стекла и сплавов, растворяет плутоний, повышает контрастность изображения, используется в магнитах, лазерах и излучателях
Прометий /Серебристо-белый/ – Способен к люменесценции, используется в атомных батарейках, стержнях реакторов, для ионизации воздуха
Самарий /Светло-серый/ – Улучшает свойства стержней для ядерных реакторов, магнитов, поглощающего инфракрасные лучи стекла, огнеупорность материалов
Европий /Серебристо-белый/ – Повышает качество микрочипов, карт памяти, сверхпроводников, сплавов и керамики
Гадолиний /Серовато-бежевый/ – Сильные парамагнитные свойства для получения сверхнизких температур, используется в полупроводниках и рентгеновских аппаратах
Тербий /Серебристо-белый/ – Необходим для сверхмощных магнитов и излучателей ультразвука, катализатор реакций окисления
Диспрозий /Серебристо-серый/ – Повышает пластичность и магнитные свойства материалов, катализатор в нефтехимии, для получения красных люминофоров
Гольмий /Светло-серый/ – Придает сверхпроводящие свойства магнитам, применяется в лазерах, активирует люминофоры
Эрбий /Серебристо-белый/ – Улучшает качество оптоволокна, магнитных сплавов, стекла, специальной керамики
Тулий /Серебристо-белый/ – Применяется в лазерах, магнитных носителях, для дефектоскопии, в диагностических приборах
Иттербий /Светло-серый/ – Улучшает термоэлектрические и магнитные свойства материалов, обеспечивает легкость полупроводников
Лютеций /Серебристо-белый/ – Повышает мощность магнитов, сверхпроводимость, жаропрочность
Редкоземельные минералы
Полезные ископаемые с достаточным для добычи содержанием содержанием редкоземов называют редкоземельными минералами. Первый такой минерал обнаружили в шахте возле шведской деревни Иттерби – гадолинит. Он состоит из смеси редкоземельных иттербия, церия, других менее ценных веществ.
Лидирующие по мировой добыче источники редкоземельных элементов:
- бастнезит — из него получают лантан, иттрий и церий, местность Маунтин-Пасс в Калифорнии, Байян-Обо в Китае;
- монацит — источник церия, празеодима, гадолиния, добыча в Австралии, США, Китае, Бразилии, Красноуфимске (Свердловская область);
- лопарит — в основном цериево-лантановый, в меньшей степени неодим и прометий, найден в Карелии, село Ловозеро, в Прибайкалье, Туве;
- латеритные ионно-адсорбционные глины — получают иттрий, диспрозий, гадолиний, неодим, месторождения в Китае, на Мадагаскаре, небольшое в Приморье.