Περιεχόμενο
- Τι είναι τα στοιχεία σπάνιων γαιών (REEs);
- Χρήσεις των στοιχείων σπάνιων γαιών
- Κρίσιμη χρήση της άμυνας
- Στοιχεία σπάνιων γαιών
Παραγωγή σπάνιων γαιών: Το διάγραμμα αυτό παρουσιάζει ιστορικό παραγωγής στοιχείων σπάνιων γαιών, σε μετρικούς τόνους ισοδύναμου οξειδίου σπανίων γαιών, μεταξύ 1950 και 2017. Εμφανίζει σαφώς την ένταξη των Ηνωμένων Πολιτειών στην αγορά στα μέσα της δεκαετίας του 1960 όταν η έγχρωμη τηλεόραση εξερράγη ζήτηση. Όταν η Κίνα άρχισε να πωλεί σπάνιες γαίες σε πολύ χαμηλές τιμές στα τέλη της δεκαετίας του 1980 και στις αρχές της δεκαετίας του 1990, τα ορυχεία στις Ηνωμένες Πολιτείες αναγκάστηκαν να κλείσουν επειδή δεν μπορούσαν πλέον να αποκομίσουν κέρδος. Όταν η Κίνα μείωσε τις εξαγωγές το 2010, οι τιμές σπάνιων γαιών αυξήθηκαν στα ύψη. Αυτό ώθησε τη νέα παραγωγή στις Ηνωμένες Πολιτείες, την Αυστραλία, τη Ρωσία, την Ταϊλάνδη, τη Μαλαισία και άλλες χώρες. Το 2016, η παραγωγή σπάνιων γαιών στις Ηνωμένες Πολιτείες σταμάτησε καθώς το μοναδικό υπόλοιπο ορυχείο τέθηκε σε φροντίδα και συντήρηση.
REE Περιοδικός Πίνακας: Τα στοιχεία σπάνιων γαιών είναι τα στοιχεία σειράς 15 λανθανιδών, συν το ύττριο. Το σκάνδιο βρίσκεται στις περισσότερες καταθέσεις στοιχείων σπανίων γαιών και μερικές φορές ταξινομείται ως στοιχείο σπάνιων γαιών. Εικόνα από.
Τι είναι τα στοιχεία σπάνιων γαιών (REEs);
Τα στοιχεία σπανίων γαιών είναι μια ομάδα δεκαεπτά χημικών στοιχείων που εμφανίζονται μαζί στον περιοδικό πίνακα (βλέπε εικόνα). Η ομάδα αποτελείται από ύττριο και τα 15 στοιχεία λανθανίου (λανθάνιο, δημήτριο, πρασεοδύμιο, νεοδύμιο, προμεθιο, σαμάριο, ευβίνιο, γαδολίνιο, τερβιο, δυσπρόσιο, ολμύλιο, έρβιο, θούλιο, υττέρμιο και λουτεΐνη). Το σκάνδιο βρίσκεται στις περισσότερες καταθέσεις στοιχείων σπανίων γαιών και μερικές φορές ταξινομείται ως στοιχείο σπάνιων γαιών. Η Διεθνής Ένωση Καθαρής και Εφαρμοσμένης Χημείας περιλαμβάνει το σκάνδιο στον ορισμό του στοιχείου σπανίων γαιών.
Τα στοιχεία σπάνιων γαιών είναι όλα μέταλλα και η ομάδα αναφέρεται συχνά ως "μέταλλα σπάνιων γαιών". Αυτά τα μέταλλα έχουν πολλές παρόμοιες ιδιότητες και αυτό συχνά τους προκαλεί να συναντώνται μαζί σε γεωλογικές αποθέσεις. Αναφέρονται επίσης ως "οξείδια σπανίων γαιών", επειδή πολλά από αυτά τυπικά πωλούνται ως ενώσεις οξειδίων.
Χρήσεις στοιχείων σπανίων γαιών: Αυτό το διάγραμμα δείχνει τη χρήση στοιχείων σπανίων γαιών στις Ηνωμένες Πολιτείες κατά το 2017. Πολλά οχήματα χρησιμοποιούν καταλύτες σπάνιων γαιών στα συστήματα εξάτμισης για τον έλεγχο της ρύπανσης του αέρα. Ένας μεγάλος αριθμός κραμάτων γίνεται πιο ανθεκτικό από την προσθήκη σπανίων γαιών. Γυαλί, γρανίτη, μάρμαρο και πολύτιμοι λίθοι συχνά γυαλίζονται με σκόνη οξειδίου του δημητρίου. Πολλοί κινητήρες και γεννήτριες περιέχουν μαγνήτες κατασκευασμένους με στοιχεία σπανίων γαιών. Οι φωσφορείς που χρησιμοποιούνται σε ψηφιακές οθόνες, οθόνες και τηλεοράσεις δημιουργούνται με οξείδια σπανίων γαιών. Οι περισσότερες μπαταρίες ηλεκτρονικών υπολογιστών, κινητών τηλεφώνων και ηλεκτρικών οχημάτων κατασκευάζονται με μέταλλα σπανίων γαιών.
Χρήσεις των στοιχείων σπάνιων γαιών
Τα μέταλλα σπάνιων γαιών και τα κράματα που τα περιέχουν χρησιμοποιούνται σε πολλές συσκευές που χρησιμοποιούν καθημερινά οι χρήστες, όπως η μνήμη του υπολογιστή, τα DVD, οι επαναφορτιζόμενες μπαταρίες, τα κινητά τηλέφωνα, οι καταλυτικοί μετατροπείς, οι μαγνήτες, ο λαμπτήρας φθορισμού και πολλά άλλα.
Τα τελευταία είκοσι χρόνια, υπήρξε έκρηξη της ζήτησης για πολλά αντικείμενα που απαιτούν μέταλλα σπάνιων γαιών. Πριν από είκοσι χρόνια υπήρχαν πολύ λίγα κινητά τηλέφωνα, αλλά ο αριθμός τους έχει αυξηθεί σήμερα σε πάνω από 7 δισεκατομμύρια. Η χρήση στοιχείων σπάνιων γαιών σε υπολογιστές έχει αυξηθεί σχεδόν τόσο γρήγορα όσο τα κινητά τηλέφωνα.
Πολλές επαναφορτιζόμενες μπαταρίες γίνονται με ενώσεις σπανίων γαιών. Η ζήτηση για τις μπαταρίες οδηγείται από τη ζήτηση για φορητές ηλεκτρονικές συσκευές, όπως κινητά τηλέφωνα, αναγνώστες, φορητοί υπολογιστές και κάμερες.
Πολλά κιλά σπανίων γαιών είναι σε μπαταρίες που τροφοδοτούν κάθε ηλεκτρικό όχημα και υβριδικό-ηλεκτρικό όχημα. Όσον αφορά την ενεργειακή ανεξαρτησία, την αλλαγή του κλίματος και άλλα ζητήματα που οδηγούν στην πώληση ηλεκτρικών και υβριδικών οχημάτων, η ζήτηση για μπαταρίες που κατασκευάζονται με ενώσεις σπανίων γαιών θα ανέβει ακόμα πιο γρήγορα.
Οι σπάνιες γαίες χρησιμοποιούνται ως καταλύτες, φωσφορείς και ενώσεις στίλβωσης. Αυτά χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, τις φωτιζόμενες οθόνες σε ηλεκτρονικές συσκευές και τη στίλβωση γυαλιού οπτικής ποιότητας. Όλα αυτά τα προϊόντα αναμένεται να παρουσιάσουν αυξανόμενη ζήτηση.
Άλλες ουσίες μπορούν να υποκαταστήσουν στοιχεία σπανίων γαιών στις πιο σημαντικές χρήσεις τους. Ωστόσο, αυτά τα υποκατάστατα είναι συνήθως λιγότερο αποτελεσματικά και δαπανηρά.
Από τη δεκαετία του 1950 μέχρι τις αρχές της δεκαετίας του 2000, το οξείδιο του δημητρίου ήταν ένα πολύ δημοφιλές στιλβωτικό βερνίκι. Ήταν φθηνό και πολύ αποτελεσματικό. Οι πρόσφατες αυξήσεις των τιμών έχουν σχεδόν εξαλείψει τη χρήση του οξειδίου του δημητρίου στην πελματιά των βράχων και τις λαξευτικές τέχνες. Άλλοι τύποι στιλβωτικών, όπως το αλουμίνιο και το οξείδιο του τιτανίου, χρησιμοποιούνται τώρα στη θέση του.
Κρίσιμη χρήση της άμυνας
Τα στοιχεία των σπάνιων γαιών διαδραματίζουν ουσιαστικό ρόλο στην εθνική μας άμυνα. Ο στρατός χρησιμοποιεί γυαλιά νυχτερινής όρασης, όπλα με ακρίβεια καθοδήγησης, εξοπλισμό επικοινωνιών, εξοπλισμό GPS, μπαταρίες και άλλα ηλεκτρονικά συστήματα άμυνας. Αυτά δίνουν στον στρατό των Ηνωμένων Πολιτειών ένα τεράστιο πλεονέκτημα. Τα μέταλλα σπάνιων γαιών είναι βασικά συστατικά για την κατασκευή των πολύ σκληρών κραμάτων που χρησιμοποιούνται σε θωρακισμένα οχήματα και βλήματα που θρυμματίζονται κατά την πρόσκρουση.
Τα υποκατάστατα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για στοιχεία σπάνιων γαιών σε ορισμένες αμυντικές εφαρμογές. Ωστόσο, τα υποκατάστατα αυτά συνήθως δεν είναι τόσο αποτελεσματικά και μειώνουν την στρατιωτική υπεροχή. Διάφορες χρήσεις στοιχείων σπανίων γαιών συνοψίζονται στον συνοδευτικό πίνακα.
Στοιχεία σπάνιων γαιών
Η παγκόσμια ζήτηση για αυτοκίνητα, ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης, ενεργειακά αποδοτικό φωτισμό και καταλύτες αναμένεται να αυξηθεί ραγδαία κατά την επόμενη δεκαετία. Η ζήτηση μαγνητών σπανίων γαιών αναμένεται να αυξηθεί, όπως και η ζήτηση για επαναφορτιζόμενες μπαταρίες. Οι νέες εξελίξεις στην ιατρική τεχνολογία αναμένεται να αυξήσουν τη χρήση χειρουργικών λέιζερ, απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού και ανιχνευτών σπινθηρισμού ταυτοποίησης εκπομπής ποζιτρονίων.
Τα στοιχεία των σπάνιων γαιών χρησιμοποιούνται σε μεγάλο βαθμό σε όλες αυτές τις βιομηχανίες, οπότε η ζήτηση για αυτά πρέπει να παραμείνει υψηλή.