Название «редкоземельные металлы» может ввести в заблуждение, поскольку оно связано не с их редкостью в природе, а с особенностями их распространения. Эти элементы достаточно широко представлены в земной коре, однако их концентрация в месторождениях крайне низка. Чаще всего они встречаются в рассеянном состоянии, то есть в виде примесей в составе различных минералов, где они смешаны с другими элементами. Именно эта особенность делает процесс их выделения и очистки чрезвычайно сложным и трудоемким.
Сегодня в состав группы из 17 редкоземельных элементов входят следующие металлы: скандий, иттрий, лантан, церий, празеодим, неодим, прометий, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий и лютеций. Все они характеризуются серебристо-серым оттенком и обладают схожими химическими свойствами. Например, при контакте с кислородом, они быстро покрываются оксидной пленкой, образуют тугоплавкие оксиды, которые не растворяются в воде, и проявляют высокую реакционную способность, особенно при воздействии повышенных температур.
Редкоземельные металлы играют ключевую роль в производстве множества современных электронных устройств. Их часто называют «витаминами промышленности», поскольку даже минимальные добавки этих элементов в сплавы или соединения значительно улучшают их физико-химические характеристики. Однако их использование сопряжено с серьезными трудностями: добыча и обогащение редкоземельных металлов представляют собой сложный и затратный процесс. Как уже отмечалось, эти элементы крайне редко встречаются в чистом виде, а основная их масса содержится в рудах. Кроме того, они обладают высокой реакционной способностью, особенно по отношению к кислороду, с которым мгновенно образуют плотные, тугоплавкие оксиды. Это делает их выделение и очистку от примесей чрезвычайно трудоемкими.
Помимо традиционных методов добычи из руд, существуют и инновационные подходы к получению редкоземельных металлов. Одним из таких способов является их извлечение из отходов производства фосфорных удобрений. Эти отходы, представляющие собой гипс, содержат оксиды таких элементов, как неодим, церий, диспрозий, тербий, лантан и празеодим. С помощью методов сепарации и химической обработки можно выделить эти ценные компоненты, что открывает новые возможности для их использования.
Однако здесь возникает еще одна проблема: даже незначительное количество редкоземельных металлов, необходимое для производства, существенно увеличивает стоимость конечной продукции. При этом в самом продукте эти элементы могут отсутствовать. Например, в нефтеперерабатывающей промышленности катализаторы на основе церия и лантана используются для преобразования нефти в бензин, но сами металлы в составе топлива не сохраняются.
С другой стороны, применение редкоземельных металлов свидетельствует о высоком уровне технологического развития производства. Ученые полагают, что эти элементы станут незаменимыми в процессе перехода к более совершенным технологиям, включая био- и нанотехнологии, атомную и космическую промышленность, а также «зеленую энергетику». Именно по этой причине редкоземельные металлы считаются стратегически важными ресурсами, а их наличие в стране является критически важным для обеспечения национальной безопасности и технологической независимости.
Читать далее...
Влюбиться бы!!!
«У меня не может быть высокого холестерина. Я же не ем сало пачками!»
