عناصر خاکی کمیاب چیستند؟
خاکهای کمیاب، که به عنوان عناصر خاکی کمیاب نیز شناخته میشوند، به ۱۷ عنصر در جدول تناوبی اشاره دارند که شامل سری لانتانیدها از اعداد اتمی ۵۷، لانتانیم (La) تا ۷۱، لوتتیم (Lu)، به علاوه اسکاندیم (Sc) و ایتریم (Y) میشوند.
از روی نامشان میتوان فرض کرد که اینها «نادر» هستند، اما از نظر سالهای قابل استخراج (نسبت ذخایر تأیید شده به تولید سالانه) و تراکم آنها در پوسته زمین، در واقع از سرب یا روی فراوانترند.
با استفاده مؤثر از عناصر خاکی کمیاب، میتوان انتظار تغییرات چشمگیری در فناوریهای مرسوم داشت؛ تغییراتی مانند نوآوریهای تکنولوژیکی از طریق قابلیتهای جدید، بهبود دوام در مواد ساختاری و بهبود بهرهوری انرژی برای ماشینآلات و تجهیزات الکترونیکی.
درباره اکسیدهای عناصر خاکی کمیاب
گروه اکسیدهای عناصر خاکی کمیاب گاهی اوقات فقط به عنوان عناصر خاکی کمیاب یا گاهی اوقات به عنوان REO شناخته میشوند. برخی از فلزات خاکی کمیاب کاربردهای زمینی بیشتری در متالورژی، سرامیک، شیشهسازی، رنگها، لیزرها، تلویزیونها و سایر قطعات الکتریکی پیدا کردهاند. اهمیت فلزات خاکی کمیاب قطعاً رو به افزایش است. همچنین باید در نظر گرفته شود که بیشتر مواد حاوی عناصر خاکی کمیاب با کاربردهای صنعتی یا اکسید هستند یا از اکسیدها به دست میآیند.
در مورد کاربردهای صنعتی عمده و بالغ اکسیدهای عناصر خاکی کمیاب، استفاده از آنها در فرمولاسیون کاتالیزورها (مانند کاتالیزورهای سهگانه خودرو)، در صنایع مرتبط با شیشه (شیشهسازی، رنگآمیزی یا بیرنگ کردن، صیقل دادن شیشه و سایر کاربردهای مرتبط) و تولید آهنرباهای دائمی تقریباً 70٪ از مصرف اکسیدهای عناصر خاکی کمیاب را تشکیل میدهد. سایر کاربردهای مهم صنعتی مربوط به صنعت متالورژی (به عنوان افزودنی در آلیاژهای فلزی Fe یا Al)، سرامیک (به ویژه در مورد Y)، کاربردهای مرتبط با روشنایی (به شکل فسفر)، به عنوان اجزای آلیاژ باتری یا در سلولهای سوختی اکسید جامد و موارد دیگر است. علاوه بر این، اما نه کماهمیتتر، کاربردهای در مقیاس کوچکتری نیز وجود دارد، مانند کاربردهای زیستپزشکی سیستمهای نانوذرهای حاوی اکسیدهای عناصر خاکی کمیاب برای درمان سرطان یا به عنوان نشانگرهای تشخیص تومور، یا به عنوان کرمهای ضد آفتاب، لوازم آرایشی برای محافظت از پوست.
درباره ترکیبات خاکی کمیاب
ترکیبات عناصر خاکی کمیاب با خلوص بالا از سنگ معدن به روشهای زیر تولید میشوند: تغلیظ فیزیکی (مثلاً شناورسازی)، لیچینگ، خالصسازی محلول با استخراج حلال، جداسازی عناصر خاکی کمیاب با استخراج حلال، رسوبگذاری تک تک ترکیبات عناصر خاکی کمیاب. در نهایت، این ترکیبات کربنات، هیدروکسید، فسفاتها و فلورایدهای قابل فروش را تشکیل میدهند.
حدود ۴۰٪ از تولید عناصر خاکی کمیاب به شکل فلزی - برای ساخت آهنربا، الکترود باتری و آلیاژها - استفاده میشود. فلزات از ترکیبات فوق با الکترووینینگ نمک مذاب در دمای بالا و کاهش در دمای بالا با کاهندههای فلزی، به عنوان مثال، کلسیم یا لانتانیم، ساخته میشوند.
عناصر خاکی کمیاب عمدتاً در موارد زیر استفاده میشوند:
●Mآهنرباها (تا ۱۰۰ آهنربا برای هر خودروی جدید)
● کاتالیزورها (آلایندگی خودرو و کراکینگ نفت)
● پودرهای جلا دهنده شیشه برای صفحه نمایش تلویزیون و دیسک های ذخیره سازی داده شیشه ای
● باتریهای قابل شارژ (مخصوص خودروهای هیبریدی)
● فوتونیک (دستگاههای لومینسانس، فلورسانس و تقویت نور)
● انتظار میرود آهنرباها و فوتونیکها طی چند سال آینده رشد چشمگیری داشته باشند
UrbanMines کاتالوگ جامعی از ترکیبات با خلوص بالا و فوق خلوص بالا ارائه میدهد. اهمیت ترکیبات عناصر خاکی کمیاب در بسیاری از فناوریهای کلیدی به شدت در حال افزایش است و آنها در بسیاری از محصولات و فرآیندهای تولید غیرقابل جایگزین هستند. ما ترکیبات عناصر خاکی کمیاب را در گریدهای مختلف و بر اساس نیاز مشتریان عرضه میکنیم که به عنوان مواد اولیه ارزشمند در صنایع مختلف عمل میکنند.
عناصر خاکی کمیاب عموماً در چه مواردی استفاده میشوند؟
اولین کاربرد صنعتی عناصر خاکی کمیاب، سنگ چخماق در فندکها بود. در آن زمان، فناوری جداسازی و پالایش توسعه نیافته بود، بنابراین از مخلوطی از عناصر خاکی کمیاب و نمک یا فلز میش (آلیاژ) بدون تغییر استفاده میشد.
از دهه ۱۹۶۰، جداسازی و پالایش امکانپذیر شد و خواص موجود در هر عنصر خاکی کمیاب آشکار گردید. برای صنعتی شدن آنها، ابتدا به عنوان فسفرهای لامپ پرتو کاتدی برای تلویزیونهای رنگی و لنزهای دوربین با انکسار بالا استفاده شدند. آنها با استفاده در آهنرباهای دائمی با کارایی بالا و باتریهای قابل شارژ، به کاهش اندازه و وزن رایانهها، دوربینهای دیجیتال، دستگاههای صوتی و موارد دیگر کمک کردهاند.
در سالهای اخیر، آنها به عنوان ماده اولیه برای آلیاژهای جاذب هیدروژن و آلیاژهای مغناطیسی مورد توجه قرار گرفتهاند.
