NộI Dung
- Các nguyên tố đất hiếm (REE) là gì?
- Công dụng của các nguyên tố đất hiếm
- Công dụng phòng thủ quan trọng
- Nguyên tố đất hiếm
Sản xuất nguyên tố đất hiếm: Biểu đồ này cho thấy lịch sử sản xuất nguyên tố đất hiếm, tính bằng tấn tấn oxit đất hiếm tương đương, từ năm 1950 đến 2017. Nó cho thấy rõ ràng Hoa Kỳ thâm nhập thị trường vào giữa những năm 1960 khi truyền hình màu bùng nổ nhu cầu. Khi Trung Quốc bắt đầu bán đất hiếm với giá rất thấp vào cuối những năm 1980 và đầu những năm 1990, các mỏ ở Mỹ buộc phải đóng cửa vì không còn có thể kiếm được lợi nhuận. Khi Trung Quốc cắt giảm xuất khẩu trong năm 2010, giá đất hiếm tăng vọt. Điều đó thúc đẩy sản xuất mới ở Hoa Kỳ, Úc, Nga, Thái Lan, Malaysia và các nước khác. Năm 2016, việc sản xuất đất hiếm ở Hoa Kỳ đã dừng lại khi mỏ duy nhất còn lại được đưa vào chăm sóc và bảo trì.
Bảng tuần hoàn của REE: Các nguyên tố đất hiếm là 15 nguyên tố chuỗi lanthanide, cộng với yttri. Scandium được tìm thấy trong hầu hết các trầm tích nguyên tố đất hiếm và đôi khi được phân loại là nguyên tố đất hiếm. Hình ảnh bởi.
Các nguyên tố đất hiếm (REE) là gì?
Các nguyên tố đất hiếm là một nhóm mười bảy nguyên tố hóa học xuất hiện cùng nhau trong bảng tuần hoàn (xem hình ảnh). Nhóm này bao gồm yttri và 15 nguyên tố lanthanide (lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium Scandium được tìm thấy trong hầu hết các trầm tích nguyên tố đất hiếm và đôi khi được phân loại là nguyên tố đất hiếm. Liên minh Hóa học thuần túy và ứng dụng quốc tế bao gồm scandium trong định nghĩa nguyên tố đất hiếm của họ.
Các nguyên tố đất hiếm là tất cả các kim loại và nhóm này thường được gọi là "kim loại đất hiếm". Những kim loại này có nhiều tính chất tương tự nhau và điều đó thường khiến chúng được tìm thấy cùng nhau trong các mỏ địa chất. Chúng cũng được gọi là "oxit đất hiếm" vì nhiều trong số chúng thường được bán dưới dạng hợp chất oxit.
Công dụng của các nguyên tố đất hiếm: Biểu đồ này cho thấy việc sử dụng các nguyên tố đất hiếm ở Hoa Kỳ trong năm 2017. Nhiều phương tiện sử dụng chất xúc tác đất hiếm trong hệ thống khí thải của họ để kiểm soát ô nhiễm không khí. Một số lượng lớn các hợp kim được chế tạo bền hơn bằng cách bổ sung các kim loại đất hiếm. Thủy tinh, đá granit, đá cẩm thạch và đá quý thường được đánh bóng bằng bột oxit xeri. Nhiều động cơ và máy phát điện chứa nam châm được làm bằng các nguyên tố đất hiếm. Phốt pho được sử dụng trong màn hình kỹ thuật số, màn hình và TV được tạo ra bằng các oxit đất hiếm. Hầu hết các máy tính, điện thoại di động và pin xe điện được làm bằng kim loại đất hiếm.
Công dụng của các nguyên tố đất hiếm
Kim loại đất hiếm và hợp kim có chứa chúng được sử dụng trong nhiều thiết bị mà mọi người sử dụng hàng ngày như bộ nhớ máy tính, DVD, pin sạc, điện thoại di động, bộ chuyển đổi xúc tác, nam châm, đèn huỳnh quang và nhiều hơn nữa.
Trong hai mươi năm qua, đã có một vụ nổ về nhu cầu đối với nhiều mặt hàng đòi hỏi kim loại đất hiếm. Hai mươi năm trước có rất ít điện thoại di động được sử dụng, nhưng con số này đã tăng lên hơn 7 tỷ sử dụng ngày nay. Việc sử dụng các nguyên tố đất hiếm trong máy tính đã phát triển gần như nhanh như điện thoại di động.
Nhiều pin sạc được làm bằng các hợp chất đất hiếm. Nhu cầu về pin đang được thúc đẩy bởi nhu cầu về các thiết bị điện tử cầm tay như điện thoại di động, đầu đọc, máy tính xách tay và máy ảnh.
Một vài pound hợp chất đất hiếm có trong pin cung cấp năng lượng cho mọi loại xe điện và xe điện lai. Khi lo ngại về sự độc lập năng lượng, biến đổi khí hậu và các vấn đề khác thúc đẩy việc bán xe điện và hybrid, nhu cầu về pin được làm bằng các hợp chất đất hiếm sẽ còn tăng nhanh hơn nữa.
Đất hiếm được sử dụng làm chất xúc tác, phốt pho và các hợp chất đánh bóng. Chúng được sử dụng để kiểm soát ô nhiễm không khí, màn hình chiếu sáng trên các thiết bị điện tử và đánh bóng thủy tinh chất lượng quang học. Tất cả các sản phẩm này dự kiến sẽ trải nghiệm nhu cầu tăng.
Các chất khác có thể được thay thế cho các nguyên tố đất hiếm trong các ứng dụng quan trọng nhất của chúng; tuy nhiên, những sự thay thế này thường ít hiệu quả và tốn kém hơn.
Từ những năm 1950 cho đến đầu những năm 2000, oxit xeri là một chất đánh bóng thô sơ rất phổ biến. Nó không tốn kém và rất hiệu quả. Việc tăng giá gần đây đã gần như loại bỏ việc sử dụng oxit xeri trong đá vụn và nghệ thuật thô sơ. Các loại đánh bóng khác, chẳng hạn như nhôm và oxit titan, hiện đang được sử dụng ở vị trí của nó.
Công dụng phòng thủ quan trọng
Các yếu tố đất hiếm đóng một vai trò thiết yếu trong quốc phòng của chúng ta. Quân đội sử dụng kính nhìn đêm, vũ khí dẫn đường chính xác, thiết bị liên lạc, thiết bị GPS, pin và các thiết bị điện tử quốc phòng khác. Những điều này mang lại cho quân đội Hoa Kỳ một lợi thế to lớn. Kim loại đất hiếm là thành phần chính để chế tạo các hợp kim rất cứng được sử dụng trong xe bọc thép và đạn bắn vỡ khi va chạm.
Thay thế có thể được sử dụng cho các yếu tố đất hiếm trong một số ứng dụng quốc phòng; tuy nhiên, những sự thay thế đó thường không hiệu quả và làm giảm ưu thế quân sự. Một số cách sử dụng các nguyên tố đất hiếm được tóm tắt trong bảng đi kèm.
Nguyên tố đất hiếm
Nhu cầu toàn cầu về ô tô, điện tử tiêu dùng, chiếu sáng tiết kiệm năng lượng và chất xúc tác dự kiến sẽ tăng nhanh trong thập kỷ tới. Nhu cầu nam châm đất hiếm dự kiến sẽ tăng, cũng như nhu cầu về pin sạc. Những phát triển mới trong công nghệ y tế dự kiến sẽ làm tăng việc sử dụng laser phẫu thuật, chụp cộng hưởng từ và phát hiện chụp cắt lớp phát xạ positron.
Các nguyên tố đất hiếm được sử dụng nhiều trong tất cả các ngành công nghiệp này, vì vậy nhu cầu về chúng nên vẫn cao.