Sisältö
- Mitkä ovat harvinaisten maametallien elementit (REE)?
- Harvinaisten maametallien elementtien käyttö
- Kriittiset puolustuskäytöt
- Harvinaisten maametallien elementtien näkymät
Harvinaisten maametallien alkuaineiden tuotanto: Tämä kaavio näyttää harvinaisten maametallien elementtituotannon historian, tonneina harvinaisten maametallien oksidiekvivalentteina, vuosina 1950 - 2017. Se osoittaa selvästi Yhdysvaltojen tulon markkinoille 1960-luvun puolivälissä, kun väritelevisio räjähti kysynnän kanssa. Kun Kiina aloitti harvinaisten maametallien myynnin erittäin alhaisilla hinnoilla 1980-luvun lopulla ja 1990-luvun alkupuolella, Yhdysvaltojen kaivokset pakotettiin sulkemaan, koska ne eivät enää voittaneet voittoa. Kun Kiina supisti vientiä vuonna 2010, harvinaisten maametallien hinnat nousivat nopeasti. Se motivoi uutta tuotantoa Yhdysvalloissa, Australiassa, Venäjällä, Thaimaassa, Malesiassa ja muissa maissa. Vuonna 2016 harvinaisten maametallien tuotanto Yhdysvalloissa pysähtyi, koska ainoa jäljellä oleva kaivos asetettiin hoitoon.
REE-jaksollinen taulukko: Harvinaisten maametallien elementit ovat 15 lantanidisarjaelementtiä sekä yttrium. Skandiumia esiintyy useimmissa harvinaisten maametallien esiintymissä, ja se luokitellaan joskus harvinaisten maametallien alkuaineiksi. Kuva:.
Mitkä ovat harvinaisten maametallien elementit (REE)?
Harvinaiset maametallielementit ovat ryhmä seitsemäntoista kemiallista alkuainetta, jotka esiintyvät yhdessä jaksotaulukossa (katso kuva). Ryhmä koostuu yttriumista ja 15 lantanidielementistä (lantaani, cerium, praseodyymi, neodyymi, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium ja lutetium). Skandiumia esiintyy useimmissa harvinaisten maametallien esiintymissä, ja se luokitellaan joskus harvinaisten maametallien alkuaineiksi. Puhtaan ja sovelletun kemian kansainvälinen liitto sisällyttää skandiumia harvinaisten maametallien alkuaineiden määritelmään.
Harvinaiset maametallielementit ovat kaikkia metalleja, ja ryhmään viitataan usein nimellä "harvinaiset maametallit". Näillä metalleilla on monia samankaltaisia ominaisuuksia, ja tämä aiheuttaa usein niiden löytämisen yhdessä geologisissa esiintymissä. Niitä kutsutaan myös "harvinaisten maametallien oksidiksi", koska monia niistä myydään tyypillisesti oksiyhdisteinä.
Harvinaisten maametallien alkuaineiden käyttö: Tämä kaavio osoittaa harvinaisten maametallien käytön Yhdysvalloissa vuonna 2017. Monet ajoneuvot käyttävät harvinaisten maametallien katalysaattoreita pakokaasujärjestelmissään ilman pilaantumisen hallintaan. Suuri määrä seoksia tehdään kestävämmiksi lisäämällä harvinaisia maametalleja. Lasi, graniitti, marmori ja jalokivet hiotaan usein ceriumoksidijauheella. Monet moottorit ja generaattorit sisältävät magneetteja, jotka on valmistettu harvinaisista maametallielementeistä. Digitaalinäytöissä, näytöissä ja televisioissa käytetyt fosforit luodaan harvinaisten maametallien oksideilla. Suurin osa tietokoneiden, matkapuhelinten ja sähköajoneuvojen akkuista on valmistettu harvinaisista maametalleista.
Harvinaisten maametallien elementtien käyttö
Harvinaiset maametallit ja niitä sisältävät seokset käytetään monissa laitteissa, joita ihmiset käyttävät joka päivä, kuten tietokonemuistissa, DVD-levyissä, ladattavissa akkuissa, matkapuhelimissa, katalysaattoreissa, magneeteissa, loistevalaistuksessa ja muussa.
Viimeisen kahdenkymmenen vuoden aikana kysyntä on tapahtunut räjähdysmäisesti monille kohteille, jotka vaativat harvinaisia maametallia. Kaksikymmentä vuotta sitten matkapuhelimia oli käytössä hyvin vähän, mutta nykyään niiden määrä on noussut yli 7 miljardiin. Harvinaisten maametallien käyttö tietokoneissa on kasvanut melkein yhtä nopeasti kuin matkapuhelimet.
Monet ladattavat akut on valmistettu harvinaisten maametallien yhdisteistä. Paristojen kysyntää lisää kannettavien elektronisten laitteiden, kuten matkapuhelimien, lukijoiden, kannettavien tietokoneiden ja kameroiden, kysyntä.
Useita kiloja harvinaisten maametallien yhdisteitä on paristoissa, jotka toimivat kaikilla sähköajoneuvoilla ja hybridi-sähköajoneuvoilla. Energian riippumattomuuden, ilmastonmuutoksen ja muiden asioiden vuoksi sähkö- ja hybridiajoneuvojen myynti kasvaa, ja harvinaisten maametallien yhdisteillä valmistettujen akkujen kysyntä kasvaa vielä nopeammin.
Harvinaisia maametalleja käytetään katalysaattoreina, fosforina ja kiillotusyhdisteinä. Niitä käytetään ilman pilaantumisen hallintaan, elektronisten laitteiden valaistuihin näytöihin ja optisen laadun lasin kiillotukseen. Kaikkien näiden tuotteiden odotetaan kasvavan kysynnän.
Muut aineet voidaan korvata harvinaisten maametallien elementeillä tärkeimmissä käyttötarkoituksissaan; nämä korvikkeet ovat kuitenkin yleensä vähemmän tehokkaita ja kalliita.
1950-luvulta 2000-luvun alkuun, ceriumoksidi oli erittäin suosittu lapidary-kiillotus. Se oli edullinen ja erittäin tehokas. Viimeaikaiset hinnankorotukset ovat melkein eliminoineet ceriumoksidin käytön kivien romahtamisessa ja kangastaiteissa. Sen sijaan käytetään nyt muun tyyppisiä kiillotusaineita, kuten alumiinia ja titaanioksidia.
Kriittiset puolustuskäytöt
Harvinaisten maametallien elementit ovat keskeisessä asemassa kansallisessa puolustuksessa. Armeija käyttää yönäkölaseja, tarkkuusohjattuja aseita, viestintälaitteita, GPS-laitteita, akkuja ja muuta puolustuselektroniikkaa. Ne antavat Yhdysvaltain armeijalle valtavan edun. Harvinaiset maametallit ovat keskeisiä ainesosia panssaroiduissa ajoneuvoissa käytettävien erittäin kovien seosten ja iskuihin särkyvien ammusten valmistamiseksi.
Korvikemetallisille elementeille voidaan käyttää korvikkeita joissain puolustussovelluksissa; nämä korvikkeet eivät kuitenkaan yleensä ole yhtä tehokkaita ja se vähentää sotilaallista paremmuutta. Harvinaisten maametallien useat käyttötavat on esitetty yhteenvetona oheisessa taulukossa.
Harvinaisten maametallien elementtien näkymät
Autojen, kulutuselektroniikan, energiatehokkaiden valaistusten ja katalysaattoreiden maailmanlaajuisen kysynnän odotetaan kasvavan nopeasti seuraavan vuosikymmenen aikana. Harvinaisten maametallimagneettien kysynnän odotetaan kasvavan, samoin kuin ladattavien paristojen kysynnän. Lääketieteellisen tekniikan uuden kehityksen odotetaan lisäävän kirurgisten lasereiden, magneettikuvantamisen ja positroniemissiotomografian tuikeilmaisimien käyttöä.
Harvinaisia maametallielementtejä käytetään voimakkaasti kaikilla näillä teollisuudenaloilla, joten niiden kysynnän tulisi pysyä korkeana.