Saturs
- Kas ir retzemju elementi (REE)?
- Retzemju elementu lietojumi
- Kritiska aizsardzība
- Retzemju elementa perspektīva
Retzemju elementu ražošana: Šajā diagrammā parādīta retzemju elementu ražošanas vēsture (no tonnām retzemju oksīda ekvivalenta tonnās) no 1950. līdz 2017. gadam. Tas skaidri parāda Amerikas Savienoto Valstu ienākšanu tirgū 1960. gadu vidū, kad krāsu televīzija eksplodēja pēc pieprasījuma. Kad 80. gadu beigās un 90. gadu sākumā Ķīna sāka pārdot retzemju metālus par ļoti zemām cenām, mīnas Amerikas Savienotajās Valstīs bija spiestas slēgt, jo tās vairs nevarēja gūt peļņu. Kad Ķīna 2010. gadā samazināja eksportu, retzemju cenu strauji pieauga. Tas motivēja jaunu ražošanu Amerikas Savienotajās Valstīs, Austrālijā, Krievijā, Taizemē, Malaizijā un citās valstīs. 2016. gadā ASV retzemju ražošana tika pārtraukta, jo vienīgā atlikušā mīna tika nodota kopšanai un uzturēšanai.
REE periodiskā tabula: Retās Zemes elementi ir 15 lantanīdu sērijas elementi, kā arī itrijs. Skandijs ir sastopams lielākajā daļā retzemju elementu atradņu un dažreiz tiek klasificēts kā retzemju elements. Image by.
Kas ir retzemju elementi (REE)?
Retzemju elementi ir septiņpadsmit ķīmisko elementu grupa, kas periodiskajā tabulā sastopami kopā (sk. Attēlu). Grupa sastāv no itrija un 15 lantanīda elementiem (lantāna, cerija, prazeodīma, neodīma, prometija, samārija, eirija, gadolīnija, terbija, disprosija, holmija, erbija, thulium, ytterbium un lutetija). Skandijs ir sastopams lielākajā daļā retzemju elementu atradņu un dažreiz tiek klasificēts kā retzemju elements. Starptautiskā tīras un lietišķās ķīmijas savienība skandiju iekļauj to retzemju elementu definīcijā.
Visi retzemju elementi ir metāli, un šo grupu bieži sauc par “retzemju metāliem”. Šiem metāliem ir daudz līdzīgu īpašību, un tas bieži izraisa to atrašanu kopā ģeoloģiskos atradnēs. Tos sauc arī par “retzemju oksīdiem”, jo daudzus no tiem parasti pārdod kā oksīdu savienojumus.
Retzemju elementu lietojumi: Šajā diagrammā parādīts retzemju elementu izmantojums Amerikas Savienotajās Valstīs 2017. gadā. Daudzi transportlīdzekļi savās izplūdes sistēmās gaisa piesārņojuma kontrolei izmanto retzemju katalizatorus. Lielu skaitu sakausējumu padara izturīgākus, pievienojot retzemju metālus. Stikls, granīts, marmors un dārgakmeņi bieži tiek pulēti ar cērija oksīda pulveri. Daudzi motori un ģeneratori satur magnētus, kas izgatavoti ar retzemju elementiem. Fosfori, ko izmanto digitālajos displejos, monitoros un televizoros, tiek veidoti ar retzemju oksīdiem. Lielākā daļa datoru, mobilo tālruņu un elektrisko transportlīdzekļu akumulatoru ir izgatavoti no retzemju metāliem.
Retzemju elementu lietojumi
Retzemju metāli un sakausējumi, kas tos satur, tiek izmantoti daudzās ierīcēs, kuras cilvēki izmanto katru dienu, piemēram, datora atmiņā, DVD diskos, uzlādējamās baterijās, mobilajos tālruņos, katalītiskajos pārveidotājos, magnētos, dienasgaismas apgaismojumā un daudz kas cits.
Pēdējo divdesmit gadu laikā ir strauji palielinājies pieprasījums pēc daudzām precēm, kurām nepieciešami retzemju metāli. Pirms divdesmit gadiem tika izmantots ļoti maz mobilo tālruņu, taču šodien to skaits ir pieaudzis līdz vairāk nekā 7 miljardiem. Retzemju elementu izmantošana datoros ir pieaugusi gandrīz tikpat strauji kā mobilo tālruņu izmantošana.
Daudzas uzlādējamās baterijas ir izgatavotas ar retzemju savienojumiem. Pieprasījumu pēc baterijām veicina pieprasījums pēc pārnēsājamām elektroniskām ierīcēm, piemēram, mobilajiem tālruņiem, lasītājiem, portatīvajiem datoriem un kamerām.
Vairākas mārciņas retzemju savienojumu ir akumulatoros, kas darbina katru elektrisko transportlīdzekli un hibrīdelektrisko transportlīdzekli. Runājot par enerģētisko neatkarību, klimata izmaiņām un citiem jautājumiem, kas veicina elektrisko un hibrīdo transportlīdzekļu tirdzniecību, pieprasījums pēc baterijām, kas izgatavotas ar retzemju savienojumiem, palielināsies vēl straujāk.
Retzemju slāņi tiek izmantoti kā katalizatori, fosfori un pulēšanas savienojumi. Tos izmanto gaisa piesārņojuma kontrolei, apgaismotiem ekrāniem uz elektroniskām ierīcēm un optiskas kvalitātes stikla pulēšanai. Paredzams, ka visiem šiem produktiem pieaugs pieprasījums.
Retās zemes elementiem to svarīgākajos lietojumos var aizstāt citas vielas; tomēr šie aizvietotāji parasti ir mazāk efektīvi un dārgi.
Kopš piecdesmitajiem gadiem līdz 2000. gadu sākumam cērija oksīds bija ļoti populāra lapidāru pulēšana. Tas bija lēts un ļoti efektīvs. Nesenais cenu pieaugums ir gandrīz izslēdzis cerija oksīda izmantošanu akmeņu veidošanā un lapdaru mākslā. Tagad tā vietā tiek izmantoti citi pulēšanas veidi, piemēram, alumīnijs un titāna oksīds.
Kritiska aizsardzība
Retzemju elementiem ir būtiska loma mūsu valsts aizsardzībā. Militāros nolūkos tiek izmantotas nakts redzamības aizsargbrilles, precīzi vadāmi ieroči, sakaru ierīces, GPS aprīkojums, baterijas un cita aizsardzības elektronika. Tie dod Amerikas Savienoto Valstu militārajām priekšrocībām milzīgas priekšrocības. Retzemju metāli ir galvenās sastāvdaļas, lai izgatavotu ļoti cietus sakausējumus, ko izmanto bruņumašīnās, un šāviņus, kas sadragā pēc trieciena.
Dažos aizsardzības gadījumos retzemju elementiem var izmantot aizstājējus; tomēr šie aizvietotāji parasti nav tik efektīvi, un tas mazina militāro pārākumu. Vairāki retzemju elementu lietojumi ir apkopoti pievienotajā tabulā.
Retzemju elementa perspektīva
Paredzams, ka nākamajos desmit gados strauji pieaugs pieprasījums pēc automobiļiem, plaša patēriņa elektronikas, energoefektīva apgaismojuma un katalizatoriem. Paredzams, ka palielināsies pieprasījums pēc retzemju magnētiem, tāpat kā pieprasījums pēc atkārtoti uzlādējamām baterijām. Paredzams, ka jaunievedumi medicīnas tehnoloģijās palielinās ķirurģisko lāzeru, magnētiskās rezonanses attēlveidošanas un pozitronu emisijas tomogrāfijas scintilācijas detektoru izmantošanu.
Retās zemes elementi tiek plaši izmantoti visās šajās rūpniecības nozarēs, tāpēc pieprasījumam pēc tiem vajadzētu palikt lielam.