Что можно зажечь обычным ножом. Спецэффекты в кино. На каких планетах возможен открытый огонь. Приспособления для выживания. Самый горючий металл. И в чём отличие металлического пламени от органического.
Говорим про церий: его свойства, применение, добычу, цену и запасы.
Свойства
Церий (Ce) является самым распространённым из 15 трудноразделяемых элементов, которые принято называть редкоземельными металлами (РЗМ) или лантаноидами.
Элемент был открыт в 1803 году и назван в честь астероида Церера, который, в свою очередь, был наречён по имени греческой богини плодородия.
Мягкий, ковкий, нетоксичный, пластичный металл с температурой плавления 795°C.
Отличается высокой реакционной способностью (среди РЗМ уступает только европию). Для его воспламенения достаточно провести обычным ножом по поверхности.
Чистый церий имеет ординарный серебристо-белый цвет, в то время как его оксид окрашен в бледно-жёлтые тона.
Применение
Порошкообразный оксид церия используется главным образом в качестве абразива при полировке стекла (например, линз для телескопов), вольфрама, диоксида кремния для микрочипов, углеродных нанотрубок и других поверхностей.
Другим массовым направлением являются каталитические нейтрализаторы выхлопных газов.
Мы говорили о том, что радиоактивный торий последовательно замещается во всех неядерных областях (калильные сетки, электроды для сварки, дуговые лампы). Соединения церия как раз и выступают этими заменителями.
Стойкость Ce к ультрафиолетовому излучению востребована в производстве пигментирующих добавок и полимеров,
Также нитрат церия добавляют в мази от ожогов.
В качестве катализатора металл применим в нефтепереработке.
Покрытия самоочищающихся печей (превращают остатки продуктов в золу при температуре 500°С) выполнены с добавлением Ce.
В качестве легирующей добавки он используется в различных сплавах, в том числе в постоянных магнитах.
Мишметалл
Мишметалл (ферроцерий) это пирофорный сплав, состоящий из церия (50-65%), лантана (25-35%) и других металлов.
Используется для изготовления высекающего искру колёсика в зажигалках. Кроме того, даже сегодня опытные туристы, геологи и охотники пользуются туристическим огнивом, кресало которого выполнено из мишметалла.
Возможность быстро разжечь костёр при сильном ветре и отсыревших спичках, видимо, спасла не одну жизнь.
Ещё одним применением мишметалла являются спецэффекты в художественных фильмах. Если видите по ходу действия красочный сноп искр, то, скорее всего, без ферроцерия не обошлось.
Добыча
Этот совсем не редкий элемент занимает 25-е место по распространению в земной коре (между цинком и медью), значительно опережая такие металлы, как свинец и олово.
В самородном (несвязанном) виде не встречается.
Общая мировая добыча оксида церия, по приблизительным оценкам, составляет немногим менее половины всех добываемых РЗМ.
Общая добыча оксидов РЗМ в 2022 году по данным U.S. Geological Survey составила 300 тысяч тонн.
Добыча оксида церия в России составляет более 1300 тонн (50,5% от добываемых РЗМ).
Сопоставление запасов РЗМ (половина из которых - церий) в странах БРИКС и G7 мы рассматривали в этой заметке.
Цена
Основным поставщиком оксида церия на мировой рынок является Китай.
В 2022 году он отгрузил 3300 тонн. Крупнейшими покупателями выступили: Нидерланды (581 тонна) – страна, имеющая славные традиции в шлифовании линз ещё со времён Левенгука, Япония (447 тонн) и Италия (371 тонна). В Россию было отправлено 130 тонн (10-е место среди импортёров).
Средняя экспортная цена на китайский оксид церия в 2022 году составила $3,6 за 1 килограмм.
По итогам первого полугодия 2023 года цена снизилась до $3,2 за 1 килограмм.
Из всех РЗМ дешевле только оксид лантана.
Металлический и органический огонь
Во время сжигания органики (дерево, бумага, хлопок, лён, бензин, масло) выделяется летучий горючий газ, который даёт высокое пламя и дым. Оставшиеся минеральные вещества (в значительно меньшем количестве, чем исходный материал) выпадают в виде золы.
Когда горит нелетучий металл, то пламя более компактное. При сгорании исходный материал увеличивает свою массу за счёт кислорода. Потушить его водой (в отличие от дерева) вряд ли получится, будет только хуже. Лучше всего использовать специальный сухой порошок, который связывает кислород и поглощает тепло.
Кстати, самым горючим металлическим материалом является порошкообразная термитная смесь (на основе оксида алюминия, оксида железа и других соединений).
Наконец, Земля – единственная планета в Солнечной системе, атмосфера которой содержит достаточно кислорода для поддержания открытого огня.
Возможно, вам также будет интересно:
Если узнали что-то новое, просьба оставить лайк. Если есть что добавить, пишите комментарий. Подпишитесь на канал, и мы обещаем ещё много интересного.