1 | 2 | 3 | 4 | 5. | 6. | 7 | 8. | 9. | 10. | 11. | 12. | 13. | 14 | 15 | 16. | 17. | 18. | ||
1 | H | Hé | |||||||||||||||||
2 | Li | Lenni | B | VS | NEM | O | F | Született | |||||||||||
3 | N / A | Mg | Al | Igen | P | S | Cl | Ar | |||||||||||
4 | K | Azt | Sc | Ti | V | Kr. | | Mn | Fe | Co | Vagy | Cu | Zn | Ga | Ge | Ász | Se | Br | Kr | |
5. | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | Ban ben | Sn | Sb | Ön | én | Xe | |
6. | Cs | Ba |
* |
Olvas | HF | A te | W | Újra | Csont | Ir | Pt | Nál nél | Hg | Tl | Pb | Kettős | Po | Nál nél | Rn |
7 | Fr | Ra |
* * |
Lr | Rf | Db | Vminek | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |
↓ | |||||||||||||||||||
* |
A | Ez | Pr | Nd | Délután | Sm | Volt | Gd | Tuberkulózis | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | |||||
* * |
Ac | Th | Pa | U | Np | Tudott | Am | Cm | Bk | Vö | Is | Fm | Md | Nem |
A ritkaföldfémek hasonló tulajdonságú fémek csoportja, beleértve a skandium 21 Sc-t, az ittrium 39 Y-t és a tizenöt lantanidot .
Ezek a fémek, nevükkel ellentétben, meglehetősen elterjedtek a földkéregben , mint néhány közönséges fém. A cérium bősége tehát körülbelül 48 ppm , míg a túlium és a lutetium csak 0,5 ppm . Elemi formában a ritkaföldfémek fémes megjelenésűek, meglehetősen puhák, alakíthatók és alakíthatók . Ezek az elemek kémiailag meglehetősen reaktívak, különösen magas hőmérsékleten vagy finom eloszlás esetén.
Elektromágneses tulajdonságaik abból adódnak, hogy elektronikusan konfigurálódtak a 4f alréteg fokozatos kitöltésével , a lantanidok összehúzódásának nevezett jelenség eredeténél .
Csak a negyvenes években, a manhattani projektben kellett a ritkaföldfémeket ipari szinten megtisztítani , az 1970-es években pedig egyikük, az ittrium , hogy tömegesen alkalmazzák a színes katódsugárcsövekből származó foszforok előállítását. televízió . A világgazdaság szempontjából a ritkaföldfémek ma az egyik stratégiai alapanyag .
Az alábbi táblázat a 17 ritkaföldfém atomszámát , szimbólumát, nevét, etimológiáját és felhasználását tartalmazza.
A ritkaföldfém neve az esettől függően származik:
Z | Szimbólum | Vezetéknév | Etimológia | Használ |
---|---|---|---|---|
21 | Sc | Scandium | a latin Scandia-ból ( Skandinávia ). | Könnyű alumínium-szkandiumötvözetek : katonai repülés; adalékanyag (ScI 2 ) fémhalogenid lámpákban ; 46 Sc: radioaktív nyomjelző finomítókban. |
39 | Y | Ittrium | a svédországi Ytterby faluból , ahol felfedezték az első ritkaföldfém ásványt. | Lézerek: lantanidokkal (Nd, Ho, Er, Tm, Yb) adalékolt itrium-alumínium gránát (YAG); vanadát YVO 4 Eu-val adalékolva: vörös foszforok (TV), Nd: lézerekkel adalékolva, Ce 3+ : GaN LED-del adalékolva ; kompakt fénycsövek; bárium, réz és ittrium kevert oxidja (YBCO): magas hőmérsékletű szupravezetők ; Ittrium-stabilizált köbös cirkónia (YSZ): tűzálló vezetőképes kerámia; vas és ittrium gránát (YIG): mikrohullámú szűrők ; gyújtógyertyák ; 90 Y: rákkezelés. |
57 | A | Lantán | a görög λανθάνειν szóból, "rejtett". | Nikkel-fém-hidrid elemek ; magas törésmutatójú és alacsony diszperziójú üvegek ; lézer (YLaF); fluorid szemüvegek; hidrogén tárolása. |
58 | Ez | Cérium | a törpe bolygó , a mezőgazdaság római istennőjéről elnevezett Ceres bolygó . | Oxidáló kémiai ágens ; üveg polírozó por (CeO 2); sárga festék szemüveghez és kerámiához; az üveg elszíneződése; katalizátorok: öntisztító sütőbélések, szénhidrogén-repedések, kipufogócsövek; CAG-val adalékolt YAG: sárga-zöld foszfor a fénykibocsátó diódákhoz ; Izzó hüvelyek . |
59 | Pr | Praseodymium | a görög πράσινος szóból: "halványzöld" és δίδυμος, "iker". | Állandó mágnesek (Nd szövetségesei); Szálerősítők ; festékek üvegekhez (zöld) és kerámiákhoz (sárga); hegesztő szemüveg (Nd szövetségese). |
60 | Nd | Neodímium | a görög νεο-, "új" és δίδυμος, "iker" szóból. | Állandó mágnesek (szélturbinák; kis vízerőművek; hibrid autók); YAG lézerek ; lila festék szemüveghez és kerámiához; kerámia kondenzátorok ; hegesztő szemüveg (Pr-hez kötődik). |
61 | Délután | Prométium | a Titan Prometheusé , aki tüzet hozott a halandóknak. | A 147 Pm lehetséges alkalmazásai : világító festékek, nukleáris elemek, űrszonda energiaforrása. |
62 | Sm | Szamárium | Orosz bányamérnök, Vaszilij Szamarszkij-Bihovec. | Állandó mágnesek (SmCo 5 ); Röntgen lézerek ; katalizátorok; neutron befogása ; maszerek ; 153 Sm: sugárkezelés . |
63 | Volt | Europium | Európa kontinenséről . | Piros (Eu 3+ ) és kék (Eu 2+ ) foszforok : CFL-ek , intenzívebb röntgenfelvételek, TV; lézerek ; kripták: biológiai szondák energiaátadással a fluoreszcens molekulák között ; vezérlő rudak (nukleáris reaktorok). |
64. | Gd | Gadolínium | a Johan Gadolin , felfedezője ittrium 1794. | Lézerek ; neutron befogás : nukleáris reaktorok; kontrasztanyag MRI-ben ; Zöld foszforok ; intenzívebb röntgensugarak; acél adalék. |
65 | Tuberkulózis | Terbium | a svédországi Ytterby faluból. | Zöld foszforok : kompakt fénycsövek , intenzívebb röntgensugarak, TV; lézerek ; kriptátok (lásd Eu); Terfenol-D ( Tb 0,3 Dy 0,7 Fe 1,9 ): magnetoszűkület , átalakítók . |
66 | Dy | Diszprózium | a görög δυσπρόσιτος-tól, "nehéz megszerezni". | Állandó mágnesek ; fémhalogenid lámpák ; merevlemezek ; lézerek ; Terfenol-D (lásd Tb). |
67 | Ho | Holmium | a latin Holmia-ból ( Stockholm latinizált formája ). | Infravörös sebészeti lézerek ; rózsaszínű festék szemüveghez; spektrofotometrikus kalibrációs standard ; Állandó mágnesek . |
68 | Er | Erbium | Ytterby faluból (Svédország). | Infravörös lézerek (fogászat); Szálerősítők ; rózsaszínű festék szemüveghez és kerámiához. |
69 | Tm | Túlium | az észak mitológiai földjéből, Thule-ból . | Kék foszforok röntgenerősítő képernyőkhöz; magas hőmérsékletű szupravezetők; infravörös YAG lézerek ; 170 Tm: brachyterápia , hordozható radiográfia . |
70 | Yb | Itterbium | Ytterby faluból (Svédország). | Infravörös lézerek közelében; atomóra ; rozsdamentes acél ; 169 Yb: hordozható röntgenfelvétel . |
71. | Olvas | Lutécium | de Lutèce ( Párizs régi neve ). | Pozitronemissziós tomográfiai detektorok ; tantalálja a LuTaO 4 foszforgazdát elektronokhoz és röntgensugarakhoz. |
A ritkaföldfémektől el nem választott fémeknek vagy a mismetálnak további felhasználási lehetőségei vannak:
Ritkaföldfémek felfedezései. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ritkaföldfelfedezések diagramjai. A zárójelben szereplő dátumok a felfedezések bejelentésének dátumai. Az ágak az elemek elválasztását jelentik a régitől (az egyik új elem megtartja a régi nevét, a didyma kivételével). |
A kaland kezdődött 1787-ben, amikor egy svéd minearológus amatőr, tüzérségi hadnagy az állapota, Carl Axel Arrhenius , keresse fel a karrier földpát a Ytterby és felfedezett egy fekete ásvány nevezte „ytterbite” : új oxidot , majd azonosították, amely elviszi a nevét az yttria és az ittrium az annak megfelelő elemnek . 1803- ban Németországban Martin Heinrich Klaproth , Svédországban Jöns Jacob Berzelius és Wilhelm Hisinger azonosította a cériumot .
A ritkaföldfémek neve onnan származik, hogy a XVIII. E végén és a XIX. E század elején ércekben fedezték fel őket (ahonnan a földek neve akkoriban francia nyelven a nemzetközi kereskedelemben, tűzgyulladásra nem alkalmas oxidok esetében ) és az akkori kereskedelmi hasznosítást megnehezítette, hogy ezeket az érceket szétszórták, és a földeket nehéz elkülöníteni egymástól: a "ritkaföldfémek" tehát "ritka ásványokat" jelentettek. Geokémiai tulajdonságaik miatt azonban nagyon egyenetlenül oszlanak el a Föld felszínén , leggyakrabban olyan koncentrációk alatt, amelyek gazdaságilag életképessé teszik bányászatukat.
Mivel a ritkaföldfémek nagyon hasonló kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek, ugyanazon ércben keveredve találhatók, és nehéz elválasztani őket. Azáltal elválasztási technikák frakcionált kristályosítással által kifejlesztett Paul Émile Lecoq de Boisbaudran vagy Georges Urbain korai XIX th században. A ritkaföldfémek kémiája azóta francia hagyomány: kutatási szinten egy ritkaföldfém-laboratóriumot Urbain alapított az 1930-as években a párizsi Nemzeti Vegyészeti Iskolában, amelyet két korábbi tanítványa, Paul Job és Félix vett át. Trombe , majd Párizs ipari Fizikai és Kémiai Felső Iskolájának második laboratóriuma , amelyet egyik tanítványa, Georges Champetier vett át és irányított ; ipari szinten a Rhodia csoport La Rochelle üzeme volt a legnagyobb ritkaföldfém-elválasztó üzem.
A Ritkaföld Vegyi Társaságot 1919-ben Georges Urbain alapította a Worms csoport pénzügyi támogatásával; ez állítja be a monacitot feldolgozó üzem a Serquigny . Ez a gyár bombázással tönkrement a második világháború alatt. 1948-ban a Société des Terre Rare La Rochelle- ben létrehozott egy létesítményt, amely aztán a Rhodia-Terres Rare gyár lett. A ritkaföldfém-társaság tórium-nitrátot gyárt az 1910-1950 években . Az Alsos hadművelet részeként Samuel Goudsmit csapatai átkutatták a párizsi Société des Terres Rares telephelyét, ahol találtak olyan dokumentumokat, amelyek igazolják a tórium Németországba történő átadását. Az 1970-es évek óta a ritkaföldfémeket az iparban gyakran használják.
Két ásványi anyag képviseli a világ ritkaföldfém-tartalékának nagy részét:
A következő ásványok néha elegendő mennyiségű kisebb elemet vagy kapcsolódó érceket tartalmaznak:
Hosszú használt könnyebb kövek (munka Carl Auer von Welsbach egy ritkaföldfém ötvözet, egymással keverve ), ritka földfémek nehéz kivonat, és meg kell várni a Manhattan Project kell előállítani nagy mennyiségben, kanadai vegyész Frank Spedding (en) fejlődő elválasztás gyantákon ioncserével végzett technikák, amelyek lehetővé teszik ritkaföldfémek tiszta állapotban történő kinyerését.
Többszörös felhasználásuk miatt, gyakran stratégiai dimenziójú csúcstechnológiájú területeken, a ritkaföldfémekről az államok korlátozottan kommunikálnak, így a rájuk vonatkozó makrogazdasági statisztikák továbbra is nagyon hiányosak. A ritkaföldfém-oxidok világtartalmait az Egyesült Államok Geológiai Kutatóintézete ( Egyesült Államok ) 2018 végén 120 millió tonnára becsülte, 37% -át Kína birtokolta , megelőzve Brazíliát (18%), Vietnamot (18%), Oroszország (10%), India (6%), Ausztrália (2,8%), Egyesült Államok (1,2%) stb. . Kína becslései szerint a világ ritkaföldfém-tartalékainak csupán 30% -át birtokolja, bár az ipar szükségleteinek 90% -át kielégíti, és ezen ritkaföldfémek újrahasznosításának technikáit kutatja. Kína világszerte a ritkaföldfém-oxidok termelése mintegy 120 000 tonna volt 2018-ban a 170 000 tonna világtermelésből, vagyis a világ összes termelésének több mint 70% -a; az ausztráliai második gyártó, kivonat nélkül 20 000 t (12%), az Egyesült Államok 15 000 t (9%), Mianmar 5000 t (3%), Oroszország 2600 t (1, 5%) stb. .
A Liberté-Algérie napilap szerint Algéria a világ ritkaföldfém-tartalékának 20% -át tartalmazza az alagsorában.
Potenciális tartalékA ritkaföldfém-tartalékokat nehéz felmérni. Ban ben2011. júliusJapán tudósok bejelentették, hogy talált egy új tartalék ritkaföldfémek a nemzetközi Pacific vizeken (1850 kilométerre délkeletre Tokió), amely hozhat a jelenlegi ismert tartalék szintje mintegy 100 milliárd tonna, elosztva 78 oldalak mélységben 3500 és 6000 méter . Bár ez a felfedezés érdekes, tekintettel az ezekre az anyagokra vonatkozó növekvő keresletre, a bányászat jelentős környezeti problémákat vet fel, és csak 2023 körül kezdődhetett el .
2012 júniusában egy első expedíció a Minamitori-sziget tengerfenékét tanulmányozta a JAMSTEC (en) vezetésével .
2013 januárjában egy második expedíció következett. Ban ben2013. március, a kutatók bejelentették, hogy az 5800 méter mélyről vett sáros üledék mintáin a ritkaföldfémek koncentrációja húsz-harmincszor nagyobb, mint a kínai aknáké.
2018 áprilisában a Nature folyóiratban úgy becsülik, hogy ezek a lerakódások több mint 2500 km 2 -et tesznek ki, mintegy 16 millió tonna ritkaföldfémet, több mint 5000 méter mélységben; 2499 km 2 felett az alja több mint 16 millió tonna ritkaföldfém-oxidot tartalmazna, vagyis világszerte 780 év itriumtartalmú , 620 év az európium , 420 év a terbium és 730 év a diszprózium .2018. áprilisa Scientific Reports folyóiratban .
1948-ig a ritkaföldfémek legtöbb forrása Indiában és Brazíliában található homoklerakódásokból származott . Az ötvenes évek során Dél-Afrika lett a fő termelő, miután Steenkampskraalban felfedezték a ritkaföldfémek óriási ereit (monazit formájában).
A ritkaföldfémek kitermelésének és finomításának környezeti következményei miatt a legtöbb műveletet lezárták, különösen a fejlett országokban.
A 2018-ban előállított 170 000 tonna 70,6% -át (120 000 tonna) Kína állította elő az amerikai geológiai kutatások szerint. A többi gyártó - Ausztrália (20 000 tonna) és az Egyesült Államok (15 000 tonna) - messze elmarad, Kína a világ tartalékainak 37% -ával rendelkezik.
Ezen stratégiai ásványok feletti ellenőrzésének megteremtése érdekében Peking hosszú távú iparpolitikát hajt végre, és azon dolgozik, hogy megrendítse a globális nagy geopolitikai játékot.
A 2000-es évek eleje óta az indiai és a brazil bányák még mindig termeltek néhány ritkaföldfém-koncentrátumot, de felülmúlta azokat a kínai termelés, amely a 2010-es évek elején biztosította a ritkaföldfém-ellátás 95% -át. Az Egyesült Államokban és Ausztráliában nagy a tartalék (15, illetve 5%), de a kínai versenyképes árak és a környezeti aggályok miatt felhagytak a bányászatukkal.
Ez a túlsúly aggasztja a nyugati országokat, amelyek igyekeznek diverzifikálni kínálatukat, különösen azóta, hogy Kína bejelentette 1 st szeptember 2009exportkvótáit 2010-től évi 35 000 tonnára szeretné csökkenteni (110 000 tonnás termelésből). A döntést indokoló indokolás a szűkös erőforrások és a környezet megőrzésének vágyára vonatkozik. A kínai kereskedelmi minisztérium nemrégiben megerősítette, hogy az ország ritkaföldfém-tartalékai 37% -kal csökkentek 1996 és 2003 között. De ezeknek az intézkedéseknek elsősorban a belső kereslet kielégítését célozzák, erőteljes növekedés mellett. 2006 és 2010 között Kína évi 5% -ról 10% -ra csökkentette exportkvótáit, és a termelés korlátozott volt, attól tartva, hogy tartalékai tizenöt éven belül elfogynak.
A ritkaföldfémek teljes skáláját Kína főleg Belső-Mongóliában bányássza , például a Bayan Obo lelőhelyet , a Baiyun bányavidékben . Ritkaföldfémek találhatók a tibeti fennsíkon is . Az illegális aknák elterjedtek a kínai vidéken, és gyakran összefüggenek a környező vizek szennyezésével. Kína bejelenti, hogy 2011-re 10% -kal csökkenti a ritkaföldfémek exportját és termelését a „környezetvédelmi kérdések” érdekében. Az Európai Unió, az Egyesült Államok és Mexikó által 2009 végén benyújtott panasz után a WTO elítéli a 2011. július 7 Kína megszünteti a ritkaföldfémekre vonatkozó kvótákat.
A ritkaföldfémek bányászatának a környezetre gyakorolt hatása jelentős társadalmi következményekkel jár Kínában, és a kormány megpróbálja jövedelmezőbbé tenni monopóliumát a negatív hatások kiegyenlítése és költséges folyamatok bevezetése érdekében. Peking 2005 óta szigorú kvótákat vezetett be, és exportját évente 5-10% -kal csökkentette. Hivatalosan Kínában a ritkaföldfémek kiaknázásával járó pénzügyi előnyök nem fedezik az ökológiai katasztrófa költségeit: „Feltűnő, hogy ez a szám messze meghaladja a ritkaföldfém-kitermelés nyereségét. 2011 végén a Jiangxi tartományi szektor 51 vállalkozása 6,4 milliárd jüan nyereséget ért el, amely a nemzeti szektorban az első helyet foglalja el. A profit azonban abból adódik, hogy termékeik eladási ára az elmúlt években négyszeresére emelkedett. A ritkaföldfém-ágazat éves jelentései szerint pedig az ágazat tizenhárom tőzsdén jegyzett vállalata, köztük a Baotou acélgyár, 2011-ben 6,075 milliárd jüan összesített nyereséget ért el, ami több mint a duplája a 2010-es eredménynek (2,438 milliárd). yuan). De ez továbbra sem hasonlítható össze az ágazati szennyezés kezelésének fedezéséhez szükséges költségekkel ” .
A 2012. március 13, az Egyesült Államok, az Európai Unió és Japán panaszt nyújtott be a Kereskedelmi Világszervezethez (WTO) a Kína által 17 ritkaföldfém exportjára vonatkozó korlátozások miatt.
Kína 2015 elején megszüntette a ritkaföldfémekre vonatkozó exportkvótáit; ezeket a kvótákat felváltja az engedélyek rendszere, amelyre a kínai gyártóknak külföldön kell eladniuk. A kínai hatóságok is elmondták2014. márciusa Reuters szerint az ország már nem akarta vállalni a világ ritkaföldfémek túlnyomó részének erősen szennyező termelésével összefüggő ökológiai költségeket.
Ban ben 2019 május, a kínai-amerikai kereskedelmi konfliktus kiéleződése közepette Kína azzal fenyeget, hogy csökkenti az Egyesült Államok ritkaföldfém-kínálatát, amely számos ipar számára kulcsfontosságú erőforrás: mágnesek, televíziók, akkumulátorok mobiltelefonokhoz és elektromos járművekhez, alacsony energiájú izzók fogyasztás , katalizátorok , szélturbinák stb. Kína a világ termelésének 90% -át ellenőrzi, és az Egyesült Államokba irányuló behozatal 80% -át adja; nemcsak a világ ritkaföldfém-termelésének több mint 70% -át adja, hanem a kínai Shenghe csoport által vezetett konzorcium 2017-ben megszerezte a Mountain Pass bányát , amely a ritkaföldfémek egyetlen jelentős amerikai betétje, a A Molycorp amerikai üzemeltető.
A kaliforniai sivatagban található Mountain Pass bányát 2017-ben nyitották meg újra, amikor az MP Materials megvásárolta a helyszínt befektetési alapok és az Egyesült Államok kormányának némi támogatása révén. Az ottani ritkaföldfém-koncentráció kivételesen magas: 7 és 8% között van, amikor Kínában nem haladja meg a 2% -ot. Ezek a földek különösen tartalmaznak neodímiumot és prázeodímiumot , amelyek nélkülözhetetlenek az elektromos akkumulátorok gyártásához. A bánya 38 500 tonnát termelt 2020-ban, ami a globális termelés több mint 15% -a. Az MP Materials a fejlesztés második szakaszába lép: a fémek szétválasztása, amelyet jelenleg Kínában hajtanak végre, amelynek áthelyezéséhez 200 millió dollárt fog befektetni; a harmadik szakasz, 2025-től, a mágnesek gyártása lesz. A Shenghe, részben állami irányítás alatt álló kínai vállalat a tőke alig kevesebb mint 10% -ával rendelkezik.
A ritkaföldfémek árának 2011-es emelkedése (például a diszprózium árát megszorozták hatmal, a terbiumét kilenczel), és a kínai kvázi monopólium több országot a kutatások újrakezdésére késztetett. 2011-ben a bolygón több mint 312 ritkaföldfém-lelőhely kutatási projektet azonosítottak, amelyekbe több mint 202, nagyon különböző méretű vállalat vett részt, nem kevesebb, mint 34 országban. A dél-afrikai bánya újranyitását fontolgatják. Bizonyos kanadai (Hoidas-tó), vietnami , ausztrál és orosz betéteket is felmérnek . 2013-ban az ausztrál Lynas cég bányát nyitott Malajziában , a legnagyobb ritkaföldfémeken Kínán kívül. A kaliforniai Mountain Pass bányát tízéves bezárás és 1,25 milliárd dolláros beruházások után nyitották meg újra. Végül ennek a két telephelynek a globális termelés 25% -át kell képviselnie. Ez az áremelkedés a fogyasztó országokat a gyártott termékek jobb újrafeldolgozásához is késztette. Japán ezért nagymértékben támaszkodik a ritkaföldfémek helyreállítására nemzeti iparának táplálására. Franciaországban a Solvay 2012-ben Lyon közelében nyitott meg egy egységet, amelynek célja a ritkaföldfémek visszanyerése a használt, alacsony fogyasztású izzókban. A gyártók a gyártásukhoz szükséges ritkaföldfémek mennyiségének csökkentésére is törekedtek. Az elektromos járművek motorjainak mágnesében például a Nissan 40% -kal csökkentette a szükséges mennyiségű diszpróziumot.
2012-ben Kína ezért csak 12 000 tonna ritkaföldfest exportált, szemben a 2003-as 70 000 tonnával.
2015 elején Kínán kívül csak két lelőhely került kiaknázásra, az egyik Nyugat-Ausztráliában, a Mount Weld, a másik, a Mountain Pass, Kaliforniában. Körülbelül ötven projekt fejlesztés alatt áll, amelyek fele előrehaladott, különösen Kanadában, Ausztráliában, az Egyesült Államokban és Grönlandon ( Kvanefjeldben ). 2020-ig elvileg mintegy 20 vállalat képes Kínán kívül ritkaföldfémeket előállítani, a fejlesztési költségek összességében körülbelül 12 milliárd dollár a Bloomberg szerint , míg a ritkaföldfém-oxidok piacát összességében 3,8 milliárd dollárra becsülik 2014-ben. Norra Kärr svédországi projektjét, amely kevéssé vált Európában, izgatottan várja az európai piac, mert olyan mennyiségű diszpróziumot termelhet , amely ritka földfém, amelyet egyre nehezebb beszerezni a gyártók számára, akik megpróbálják csökkenteni használata; például szélturbinákban használt állandó mágnesek gyártásához használják; atomreaktorokban is megtalálható. A China Minmetals , Kína három ritkaföldfém óriása egyike, mondta2014. októbera South China Morning Postnak azt állította, hogy az ország piaci részesedése az ágazatban 65% -ra csökkenhet.
A ritkaföldfémek extrakciója és finomítása számos mérgező elem felszabadulásához vezet: nehézfémek , kénsav, valamint radioaktív elemek ( urán és tórium ). "Hét vagy nyolc tonna ammónium-szulfátot kell beadnia a talajba egy tonna oxid kinyerése érdekében, ezek a mérgező folyadékok sokáig tartózkodnak, és a következmények borzasztóak lennének, ha a talajvizet szennyeznék" - mondta a miniszterhelyettes. Kínai ipar és informatika Su Bo. A Baotou , Kína legnagyobb termelési hely, mérgező trágya tárolása egy mesterséges tó 10 km 3 , túlfolyók amelynek juttatunk a Sárga-folyó .
Ehhez a szennyezéshez hozzáadódik a radioaktivitás. A Baotou melletti Belső-Mongólia falvakban mérve 32-szer akkora a normál érték ( Csernobilban ez 14-szerese a normálisnak). A helyi hatóságok által 2006-ban végzett munka azt mutatta, hogy Dalahaiban a tórium szintje a talajban 36-szor magasabb volt, mint Baotou más helyein.
Ennek eredményeként a kitermelési helyek körüli állatállomány elpusztul, a növények elbuknak, és a lakosság rákban szenved. A kínai „rákfalvak” térképe szerint a rákos halálozás 70%. Ezek a hasnyálmirigy , a tüdő és a leukémia rákos megbetegedései . Dalahaiban 66 falusias halt meg rákban 1993 és 2005 között.
Ezt a szennyezést 2011-ben elítélték Jamie Choi, a Greenpeace China vezetőjének akkori jelentésében .
A ritkaföldfémek oldható formáinak ökotoxikológiai és toxikológiai hatásait viszonylag kevéssé vizsgálták, de a rendelkezésre álló adatok szerint:
Sok ilyen elem egyedi tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek számos alkalmazásban hasznosak: optikai (üveg és kerámia festése, színes televízió, fluoreszkáló világítás, orvosi radiográfia), kémiai és szerkezeti (kőolaj krakkolás, katalizátorok), mechanikai (keménységük egy kémiai reakció megkönnyíti az üveg fényesítését a fejlett optikában), mágneses [kivételes tulajdonságok, amelyek más fémekkel ötvözve lehetővé teszik bizonyos tengeri szélturbinákban , telefonban (különösen mobiltelefonokban ), háztartási készülékekben használt nagy teljesítményű mágnesek miniatürizálását. ]; és a használata ritkaföldfémek nőtt vége óta a XX th században. Az 1970-es évek óta használatuk széles körben elterjedt az iparban, amíg bizonyos területeken elengedhetetlenné vált.
Ezenkívül ritkaföldfémeket alkalmaznak a zöld növekedéshez , a közgazdaságtanban.
2012-ben a ritkaföldfémek exportjára vonatkozó kínai kvóták veszélyeztetik az európai vagy amerikai csúcstechnológiai ipar kínálatát (a WTO előtt felmondott kvóták, amelyeknek dönteniük kell ebben a témában). A magukat a skandiumra, az itriumra és a lantanidokra szoruló (öko) technológiák területéről érkező cégek arra bátorították a gyártókat, hogy nyissanak újrahasznosító egységeket , többek között Franciaországban, a Récylum társasággal annak érdekében, hogy az élettartamuk végén kompakt fénycsövekben gyógyuljanak meg , különös tekintettel a lantánra. , cérium, és különösen az ittrium, az európium, a terbium és a gadolinium, amelyek ma értékesek. Ehhez Rhodia megnyitott egy fehér lámpapor- visszanyerő egységet Saint-Fons- ban, valamint egy helyreállító / újrafeldolgozó egységet La Rochelle-ben . A két telephelyet 2016 végén bezárták jövedelmezőség hiánya miatt. A pas-de-calais-i székhelyű TEAM2 versenyképességi klaszter e ritkaföldfémek újrahasznosítására szakosodott.
A ritkaföldfémek újrafeldolgozásának ( ötvözetek esetében nagyon összetett ) költsége meghaladja a 2018-as értéket. Az újrahasznosított ritkafémek ára versenyképes lehet, ha maguk az alapanyagok árai magasak lesznek, de 2014 vége óta alacsonyak.
Összességében a ritkaföldfémek újrafeldolgozása számos tényező miatt még mindig fejletlen, többek között az objektumokban jelen lévő kis mennyiség, egyes esetekben szennyezettségük, a földből kinyert ritkaföldfémek vásárlásához képest túl drága újrahasznosítási folyamatok. Újrafeldolgozásuk javítása hozzájárulhat a kitermelésük és felhasználásuk által okozott gazdasági, környezeti és geopolitikai problémák megoldásához.
Az elektromos járművek értékesítésének növekedése fokozta volna az érdeklődést bizonyos ritkaföldfémek iránt: a NiMH (lantán) típusú akkumulátorok alkatrészei és az úgynevezett " kefe nélküli " szinkron elektromos motorok ( neodímium , diszprózium, szamárium) kompakt mágneseinek gyártása iránt .
Két új típusú elektromos autó ( Renault Zoe , Tesla ) azonban Li-ion típusú akkumulátorokat és "gerjesztő tekercseket" használ , és nem állandó mágneseket, így nincs szükségük több ritkaföldfémre, mint más járművek (elektromos tükör motorokhoz, ablakokhoz) szabályozók, ülések stb. ). Ezek a motorok azonban nagyobbak és nehezebbek, mint a ritkaföldfémeket tartalmazó mágneses motorok, például a Toyota, a Nissan, a Mitsubishi, a General Motors, a PSA és a BMW járműveiben.
A konstitúciójának katalizátor alkalmazását igényli, egy cérium -oxid , valamint a ritka fémek a platinoid Csoport : Amellett, hogy a platina önmagában, palládium és ródium .
A világítás villamosenergia-fogyasztásának korlátozására irányuló projektben a fénykibocsátó diódalámpák piaca folyamatosan növekszik, és ezek a lámpák ritkaföldfémeket használnak.
Az Y 2 O 3 itrium-oxidot fémötvözetekben használják, hogy fokozzák a magas hőmérsékleten történő korrózióval szembeni ellenálló képességüket .
A ritkaföldfém-oxidokat és -szulfidokat pigmentként is használják , különösen a vörös színben (a kadmium-szulfid helyettesítésére) és fluoreszcens tulajdonságaik miatt, különösen kisülőlámpákban ( neonfények , kompakt fénycsövek ), kempinggázlámpák "csíkjaiban", mint pl. fotoforák a katódsugár-képernyőkön , valamint a közelmúltban adalékként különböző típusú lézerekben .
A ritkaföldfémek termelésének nagy részét azonban keverékként használják fel.
A mischmetal nevű ritkaföldfémek keveréke általában gazdag cericföldekben. A cérium magas aránya miatt a könnyebb kovakő ötvözeteibe épül be. Katalizátorként is használják a hidrogén (tartály) megkötésére .
Az üzleti felhasználók veszélyben vannak. Lásd a témáról szóló INRS brosúrát: INRS ND 1881 .
Adott egy ritkaföldfém az elektronikus konfiguráció a belső rétegek az atom szimbolizálja, hogy a izoelektronos nemesgáz :
Kémiai elem | Konfiguráció | Kémiai elem | Konfiguráció | Kémiai elem | Konfiguráció | |||
21 Sc | Scandium | Ar 4s 2 3d 1 | 61 Pm | Prométium | Xe 6s 2 4f 5 | 67 Ho | Holmium | Xe 6s 2 4f 11 |
39 Y | Ittrium | Kr 5s 2 4d 1 | 62 Sm | Szamárium | Xe 6s 2 4f 6 | 68 Er | Erbium | Xe 6s 2 4f 12 |
57 A | Lantán | Xe 6s 2 5d 1 | 63 Eu | Europium | Xe 6s 2 4f 7 | 69 Tm | Túlium | Xe 6s 2 4f 13 |
58 Ez | Cérium | Xe 6s 2 4f 1 5d 1 | 64 Gd | Gadolínium | Xe 6s 2 4f 7 5d 1 | 70 Yb | Itterbium | Xe 6s 2 4f 14 |
59 Pr | Praseodymium | Xe 6s 2 4f 3 | 65 Tb | Terbium | Xe 6s 2 4f 9 | 71 Olvassa el | Lutécium | Xe 6s 2 4f 14 5d 1 |
60 kt | Neodímium | Xe 6s 2 4f 4 | 66 Dy | Diszprózium | Xe 6s 2 4f 10 |
Ha betartanák a Klechkowski-szabályt, akkor az összes lantanidnak Xe 6s 2 4f n elektronikus konfigurációja lenne, ha 1 ≤ n ≤ 14, mivel a 4f alatti réteg tele van 14 elektronnal, ahol 14 elem van.
Az ionok megadásához az átmenetifémek elsőbbségben elveszítik a vegyérték s elektronokat és adott esetben d elektronokat. Így a szkandium és az ittrium elveszíti három külső elektronját, és így képezi az Sc 3+ = Ar és Y 3+ = Kr ionokat . Hasonlóképpen, az Ln lantanid legstabilabb ionja Ln 3+ = Xe 6s 2 4f n -1 , ahol n a 4f elektronok száma az atomban (+1 5d elektron La, Ce és Gd esetén). Egyes lantanidok +4 vagy +2 töltésionokat is adnak, amelyek kevésbé stabilak a vízben, mint az Ln 3+ :
1 | 2 | 3 | 4 | 5. | 6. | 7 | 8. | 9. | 10. | 11. | 12. | 13. | 14 | 15 | 16. | 17. | 18. | ||||||||||||||||
1 | H | Hé | |||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Lenni | B | VS | NEM | O | F | Született | |||||||||||||||||||||||||
3 | N / A | Mg | Al | Igen | P | S | Cl | Ar | |||||||||||||||||||||||||
4 | K | Azt | Sc | Ti | V | Kr. | | Mn | Fe | Co | Vagy | Cu | Zn | Ga | Ge | Ász | Se | Br | Kr | |||||||||||||||
5. | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | Ban ben | Sn | Sb | Ön | én | Xe | |||||||||||||||
6. | Cs | Ba | A | Ez | Pr | Nd | Délután | Sm | Volt | Gd | Tuberkulózis | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Olvas | HF | A te | W | Újra | Csont | Ir | Pt | Nál nél | Hg | Tl | Pb | Kettős | Po | Nál nél | Rn | |
7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Tudott | Am | Cm | Bk | Vö | Is | Fm | Md | Nem | Lr | Rf | Db | Vminek | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og | |
8. | 119 | 120 | * | ||||||||||||||||||||||||||||||
* | 121 | 122 | 123. | 124 | 125 | 126. | 127. | 128 | 129 | 130 | 131 | 132 | 133 | 134 | 135 | 136 | 137 | 138 | 139 | 140 | 141 | 142 |
Alkáli fémek |
Lúgos föld |
Lanthanides |
Átmeneti fémek |
Szegény fémek |
fém- loids |
nem fémek |
glória gének |
nemes gázok |
Besorolatlan tételek |
Aktinidák | |||||||||
Szuperaktinidek |