Pământuri rare

Elementele de pământuri rare ("ETR") sunt un set de șaptesprezece elemente chimice. Acestea includ cele cincisprezece lantanide, plus scandiu și ytriu. Scandiul și ytriul sunt elemente de pământuri rare deoarece se găsesc adesea în aceleași zăcăminte de minereuri ca și lantanidele și au proprietăți chimice similare.

Deși sunt numite rare, elementele de pământuri rare nu sunt extrem de rare pe Pământ. Au fost numite astfel deoarece sunt răspândite foarte uniform pe Pământ, astfel încât este greu să găsești multe într-un singur loc. Promethiul este rar, deoarece este radioactiv și se dezintegrează.

Ceriul, unul dintre lantanide, este al 25-lea cel mai comun element din scoarța terestră. Cu toate acestea, majoritatea elementelor de pământuri rare nu se găsesc concentrate sau în forme pure.

Minereu de pământuri rare, prezentat cu un penny american pentru comparație de mărimeZoom
Minereu de pământuri rare, prezentat cu un penny american pentru comparație de mărime

În sensul acelor de ceasornic, de la centru sus: praseodim, ceriu, lantan, neodim, samariu și gadoliniu.Zoom
În sensul acelor de ceasornic, de la centru sus: praseodim, ceriu, lantan, neodim, samariu și gadoliniu.

Listă de elemente de pământuri rare

Aici este prezentat un tabel care enumeră cele șaptesprezece elemente de pământuri rare, numărul și simbolul lor atomic, originea numelor lor și unele dintre utilizările lor. Unele dintre pământurile rare sunt denumite după oamenii de știință care le-au descoperit, iar altele sunt denumite în funcție de locul în care au fost descoperite.

Z

Simbol

Nume

Numele de origine

Aplicații selectate

21

Sc

Scandiu

din Scandinavia, unde a fost descoperit primul minereu de pământuri rare.

Aliajul ușor de aluminiu-scandiu este utilizat pentru componente aerospațiale. Este, de asemenea, un aditiv în anumite lămpi.

39

Y

Yttrium

după numele satului Ytterby, Suedia, unde a fost descoperit.

Ittriul se găsește în anumite lasere și în fosforii TV. De asemenea, are aplicații în supraconductori de înaltă temperatură și în filtrele de microunde, în becuri eficiente din punct de vedere energetic.

57

La

Lantaniu

din grecescul "lanthanein", care înseamnă a fi ascuns.

Sticlă cu indice de refracție ridicat, cremene, stocare de hidrogen, electrozi de baterii, lentile de camere foto, catalizator de cracare catalitică fluidă pentru rafinăriile de petrol

58

Ce

Ceriu

după planeta pitică Ceres, numită după zeița romană a agriculturii.

Agent oxidant chimic, pulbere de lustruire, culori galbene în sticlă și ceramică, catalizator pentru cuptoare cu autocurățare, catalizator de cracare catalitică fluidă pentru rafinăriile de petrol, cremene pentru brichete

59

Pr

Praseodimiu

din grecescul "prasios", care înseamnă praz-verde, și "didymos", care înseamnă geamăn.

Magneți din pământuri rare, lasere, material de bază pentru iluminatul cu arc de carbon, colorant, aditiv în sticla utilizată în ochelarii de sudură,

60

Nd

Neodimiu

din grecescul "neos", care înseamnă nou, și "didymos", care înseamnă geamăn.

Magneți din pământuri rare, lasere, culori violete în sticlă și ceramică, condensatori ceramici

61

Pm

Promethium

după Titanul Prometeu, care a adus focul muritorilor.

Baterii nucleare

62

Sm

Samariu

după Vasili Samarsky-Bykhovets, care a descoperit samarskitul, un minereu de pământuri rare.

Magneți din pământuri rare, lasere,

63

Eu

Europiu

după continentul european.

Fosfori roșii și albaștri, lasere, lămpi cu vapori de mercur,

64

Gd

Gadoliniu

după Johan Gadolin (1760-1852), în onoarea cercetărilor sale asupra pământurilor rare.

Magneți din pământuri rare, sticlă sau granați cu indice de refracție ridicat, lasere, tuburi cu raze X, memorii pentru calculatoare, captare de neutroni, agenți de contrast pentru IRM |-

65

Tb

Terbiu

după numele satului Ytterby, Suedia.

Fosfori verzi, lasere, lămpi fluorescente

66

Dy

Disprosiu

din grecescul "dysprositos", care înseamnă greu de obținut.

Magneți din pământuri rare, lasere

67

Ho

Holmium

după Stockholm (în latină, "Holmia"), orașul natal al unuia dintre descoperitorii săi.

Lasere

68

Er

Erbiu

după numele satului Ytterby, Suedia.

Lasere, oțel vanadiu

69

Tm

Thulium

după ținutul nordic mitologic Thule.

Aparate portabile cu raze X

70

Yb

Ytterbium

după numele satului Ytterby, Suedia.

Lasere cu infraroșu, agent de reducere chimică

71

Lu

Lutețiu

după Lutetia, orașul care a devenit mai târziu Paris.

Dispozitive medicale, sticlă cu indice de refracție ridicat

Origine

Elementele de pământuri rare sunt mai grele decât fierul. Ele sunt produse de supernove (stele care explodează). În natură, fisiunea uraniului-238 creează cantități foarte mici de promiu radioactiv. Cea mai mare parte a promețiului este creată pe cale sintetică în reactoare nucleare.

Elementele de pământuri rare se modifică în timp în cantități mici (ppm, părți pe milion). Proporția acestora poate fi utilizată pentru datarea geologică și pentru datarea fosilelor.

Distribuția geologică

Elementele de pământuri rare se găsesc adesea împreună. Cel mai longeviv izotop al promiului are un timp de înjumătățire de 17,7 ani. Din acest motiv, elementul există în natură doar în cantități foarte mici. Promethiul este unul dintre cele două elemente care nu au izotopi stabili (neradioactivi) și care sunt urmate de elemente stabile (celălalt fiind technetium).

Deoarece toate lantanidele au dimensiuni apropiate, elementele pământurilor rare au fost întotdeauna greu de separat. Chiar și cu eoni de timp geologic, separarea lantanidelor în natură nu a mers decât rareori mai departe decât separarea dintre lantanidele ușoare și cele grele, cunoscute și sub numele de pământurile de ceriu și de ytriu. Această separare geochimică este prezentată în primele două pământuri rare care au fost descoperite. Acestea au fost ytriul în 1794 și ceria în 1803. Când au fost descoperite pentru prima dată, fiecare dintre ele era un amestec al tuturor pământurilor rare. Zăcăminte mari de minereuri de pământuri de ceriu pot fi găsite în întreaga lume și sunt în curs de exploatare. Zăcămintele de minereu de ytriu sunt mai rare. De asemenea, acestea sunt de obicei mai mici și mai puțin concentrate.

Producția globală de pământuri rare

Până în 1948, majoritatea pământurilor rare din lume proveneau din depozitele de nisip din India și Brazilia. Până în anii 1950, Africa de Sud a exploatat majoritatea pământurilor rare din lume. Acest lucru s-a întâmplat după ce acolo au fost descoperite mari filoane de un mineral purtător de pământuri rare. Prin anii 1960 până în anii 1980, o mină din California a fost principalul producător. În prezent, din zăcămintele din India și Africa de Sud se mai produc concentrați de pământuri rare, dar aceștia sunt foarte mici în comparație cu cantitatea produsă în China. China a produs peste 95% din oferta mondială de pământuri rare. Cea mai mare parte a fost realizată în Mongolia interioară, chiar dacă aceasta avea doar 37% din rezervele dovedite. Deși de atunci s-a spus că aceste cifre au scăzut la 90% și 23% până în 2012. Toate pământurile rare grele din lume (cum ar fi disprosiu) provin din surse chinezești de pământuri rare, cum ar fi zăcământul polimetalic Bayan Obo. În 2010, United States Geological Survey (USGS) a publicat un studiu care a constatat că Statele Unite dețineau 13 milioane de tone metrice de elemente de pământuri rare.

Noua cerere pentru aceste elemente este mai mare decât oferta de elemente. În curând, lumea s-ar putea confrunta cu o penurie de pământuri rare. În câțiva ani, începând cu 2009, se așteaptă ca cererea mondială de elemente de pământuri rare să fie mai mare decât oferta cu 40.000 de tone în fiecare an, dacă nu vor fi dezvoltate noi surse.

China

Aceste preocupări au luat amploare din cauza acțiunilor Chinei. China a declarat că va reglementa exporturile și va depune eforturi pentru a opri contrabanda. La 1 septembrie 2009, China a declarat că își va reduce exporturile la 35.000 de tone pe an în perioada 2010-2015. China a declarat că această măsură a fost luată pentru a conserva resursele rare și pentru a proteja mediul înconjurător. La 19 octombrie 2010, China Daily a raportat că China va "reduce în continuare cotele pentru exporturile de pământuri rare cu cel mult 30% anul viitor pentru a proteja metalele prețioase de supraexploatare". La sfârșitul anului 2010, China a declarat că prima rundă de exporturi de pământuri rare din 2011 va fi de 14.446 de tone. Aceasta a reprezentat o scădere de 35% față de prima rundă de exporturi din 2010. În septembrie 2011, China a anunțat că oprește producția la trei dintre cele opt mine de pământuri rare ale sale. Aceste mine produceau aproape 40% din producția totală de pământuri rare a Chinei. În august 2012, China a declarat că va avea loc o altă reducere de 20% a producției.

În afara Chinei

Din cauza cererii crescute și a restricțiilor privind exporturile de metale din China, unele țări stochează resurse de pământuri rare. Se caută noi surse în Australia, Brazilia, Canada, Africa de Sud, Tanzania, Groenlanda și Statele Unite. Minele din aceste țări au fost închise atunci când China a subcotat prețurile mondiale în anii 1990. Va fi nevoie de câțiva ani pentru a reporni producția.

Uniunea Europeană a solicitat Groenlandei, protectoratul Danemarcei, să restricționeze dezvoltarea de către China a proiectelor de pământuri rare în această zonă, deoarece China reprezintă 95% din oferta mondială actuală. De la începutul anului 2013, guvernul Groenlandei a declarat că nu intenționează să impună astfel de restricții.

Reprocesarea nucleară este o altă sursă posibilă de pământuri rare sau de orice alte elemente. Fisiunea nucleară a uraniului sau a plutoniului creează numeroase elemente, precum și toți izotopii acestora. Cu toate acestea, este puțin probabil ca crearea lor să se poată face în condiții de siguranță și din punct de vedere economic, din cauza radioactivității multora dintre acești izotopi.

Reciclare

O altă sursă de pământuri rare este reprezentată de deșeurile electronice și de alte deșeuri care au o cantitate mare de componente de pământuri rare. Noile progrese în tehnologia de reciclare au facilitat obținerea pământurilor rare din aceste materiale. În prezent, în Japonia funcționează instalații de reciclare, unde există aproximativ 300.000 de tone de pământuri rare în deșeuri electronice nefolosite. În Franța, grupul Rhodia înființează două fabrici în La Rochelle și Saint-Fons. Aceste fabrici vor produce 200 de tone pe an de pământuri rare din lămpi fluorescente, magneți și baterii uzate.

Considerații geopolitice

China a declarat că epuizarea resurselor și preocupările legate de mediu sunt motivele pentru un control sporit la nivel național al producției sale de minerale de pământuri rare. De asemenea, au fost sugerate și motive care nu țin de mediu pentru a explica politica Chinei privind pământurile rare. Potrivit The Economist, "Reducerea exporturilor de metale de pământuri rare... are ca scop deplasarea producătorilor chinezi în lanțul de aprovizionare, astfel încât aceștia să poată vinde în lume produse finite valoroase, mai degrabă decât materii prime de calitate inferioară".

În raportul său din 2010 privind strategia privind materialele critice, Departamentul de Energie al Statelor Unite a identificat disprosiul ca fiind elementul cel mai critic în ceea ce privește dependența de importuri.

Un raport din 2011 publicat de U.S. Geological Survey și de Departamentul de Interne al SUA, "China's Rare-Earth Industry", se referă la tendințele industriei din China. Acesta analizează politicile naționale care ar putea ghida viitorul producției țării. Raportul afirmă că avansul Chinei în producția de minerale de pământuri rare a crescut în ultimele două decenii. În 1990, China producea doar 27% din aceste minerale. În 2009, producția mondială a fost de 132.000 de tone metrice. China a produs 129.000 din aceste tone. Potrivit raportului, modelele recente sugerează că China va încetini exportul de astfel de materiale în lume: "Din cauza creșterii cererii interne, guvernul a redus treptat cota de export în ultimii ani". În 2006, China a permis exportul a 47 de producători și comercianți interni de pământuri rare și a 12 producători sino-straini de pământuri rare. Până în 2011, existau doar 22 de producători și comercianți interni de pământuri rare și 9 producători de pământuri rare sino-straine. Politicile viitoare ale guvernului vor menține, probabil, controale stricte: "Conform proiectului de plan de dezvoltare a pământurilor rare din China, producția anuală de pământuri rare ar putea fi limitată la 130.000-140.000 [tone metrice] în perioada 2009-2015. Cota de export pentru produsele din pământuri rare ar putea fi de aproximativ 35.000 [tone metrice], iar guvernul ar putea permite ca 20 de producători și comercianți interni de pământuri rare să exporte pământuri rare."

United States Geological Survey caută în sudul Afganistanului zăcăminte de pământuri rare sub protecția forțelor militare americane. Începând din 2009, USGS a efectuat cercetări de la distanță, precum și cercetări pe teren pentru a verifica afirmațiile sovietice potrivit cărora există roci vulcanice care conțin metale de pământuri rare în provincia Helmand, în apropiere de satul Khanneshin. USGS a descoperit o zonă de roci în centrul unui vulcan stins cu elemente ușoare de pământuri rare, inclusiv ceriu și neodim. Acesta a cartografiat 1,3 milioane de tone metrice de roci utile. Aceasta reprezintă aproximativ 10 ani de aprovizionare la nivelul actual al cererii. Pentagonul a estimat valoarea acesteia la aproximativ 7,4 miliarde de dolari.

Prețul pământurilor rare

Elementele de pământuri rare nu sunt tranzacționate la bursă în același mod în care sunt tranzacționate metalele prețioase (de exemplu, aurul și argintul) sau neferoase (cum ar fi nichelul, staniul, cuprul și aluminiul). În schimb, acestea sunt vândute pe piața privată. Acest lucru face ca prețurile lor să fie greu de monitorizat și urmărit. Cu toate acestea, prețurile sunt publicate periodic pe site-uri web precum mineralprices.com. Cele 17 elemente nu sunt de obicei vândute în forma lor pură. Ele sunt de obicei distribuite în amestecuri de puritate variabilă, de exemplu "Neodim metalic ≥ 99,5 %". din acest motiv, prețurile pot varia în funcție de cantitatea și calitatea cerute de utilizatorul final.

Producția mondială 1950-2000Zoom
Producția mondială 1950-2000

Întrebări și răspunsuri

Î: Ce sunt elementele de pământuri rare?


R: Elementele de pământuri rare sunt un set de șaptesprezece elemente chimice, inclusiv cincisprezece lantanide plus scandiu și ytriu.

Î: De ce sunt scandiul și ytriul considerate elemente de pământuri rare?


R: Scandiul și ytriul sunt considerate elemente de pământuri rare deoarece se găsesc adesea în aceleași depozite de minereuri ca și lantanidele și au proprietăți chimice similare.

Î: Sunt elementele de pământuri rare extrem de rare pe Pământ?


R: Nu, elementele de pământuri rare nu sunt extrem de rare pe Pământ. Au fost numite astfel deoarece sunt răspândite foarte uniform pe Pământ, astfel încât este greu să găsești multe într-un singur loc.

Î: Ce face ca promiul să fie rar?


R: Promethiul este rar pentru că este radioactiv și se dezintegrează.

Î: Este ceriul un element de pământ rar?


R: Da, ceriul este unul dintre lantanide și este considerat un element de pământ rar. Cu toate acestea, este al 25-lea cel mai comun element din scoarța terestră.

Î: Majoritatea elementelor de pământuri rare se găsesc în forme concentrate sau pure?


R: Nu, majoritatea elementelor de pământuri rare nu se găsesc în forme concentrate sau pure.

Î: Câte dintre cele șaptesprezece elemente de pământuri rare sunt lantanide?


R: Cincisprezece din cele șaptesprezece elemente de pământuri rare sunt lantanide.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3