العناصر الأرضية النادرة - المعادن ، المعادن ، التعدين ، الاستخدامات

المحتوى

• ما هي العناصر النادرة للأرض؟
• استخدامات العناصر الأرضية النادرة
• استخدامات الدفاع الحرجة
• نادر عنصر توقعات الأرض

إنتاج عنصر الأرض النادرة: يوضح هذا الرسم البياني تاريخًا لإنتاج العناصر الأرضية النادرة ، بالأطنان المترية من مكافئ أكسيد الأرض النادرة ، بين عامي 1950 و 2017. ويظهر بوضوح دخول الولايات المتحدة إلى السوق في منتصف الستينيات عندما فجر التلفزيون الملون الطلب. عندما بدأت الصين في بيع التراب النادر بأسعار منخفضة للغاية في أواخر الثمانينيات وأوائل التسعينيات ، اضطرت مناجم الولايات المتحدة إلى الإغلاق لأنها لم تعد قادرة على جني الأرباح. عندما خفضت الصين الصادرات في عام 2010 ، ارتفعت أسعار الأرض النادرة. حفز ذلك الإنتاج الجديد في الولايات المتحدة وأستراليا وروسيا وتايلاند وماليزيا ودول أخرى. في عام 2016 ، توقف إنتاج الأرض النادرة في الولايات المتحدة حيث تم وضع المنجم الوحيد الباقي في العناية والصيانة.

REE الجدول الدوري: العناصر النادرة للأرض هي 15 سلسلة من عناصر اللانثانيد ، بالإضافة إلى الإيتريوم. يوجد سكانديوم في معظم رواسب العناصر الأرضية النادرة ، ويصنف أحيانًا كعنصر أرضي نادر. الصورة بواسطة.

ما هي العناصر النادرة للأرض؟

العناصر الأرضية النادرة هي مجموعة مكونة من سبعة عشر عنصرًا كيميائيًا تحدث معًا في الجدول الدوري (انظر الصورة). تتكون المجموعة من الإيتريوم و 15 عنصرًا من اللانثانيد (اللانثانوم ، السيريوم ، البراسيوديميوم ، النيوديميوم ، البروميثيوم ، الساماريوم ، اليوروبيوم ، الجادولينيوم ، التيربيوم ، الديسبروسيوم ، الهولميوم ، الإربيوم ، الثوليوم ، الإيتيربيوم ، اللوتيتيوم). يوجد سكانديوم في معظم رواسب العناصر الأرضية النادرة ، ويصنف أحيانًا كعنصر أرضي نادر. يشتمل الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية على سكانديوم في تعريف العناصر الأرضية النادرة.

العناصر الأرضية النادرة هي جميع المعادن ، وغالبًا ما يشار إلى المجموعة باسم "المعادن الأرضية النادرة". هذه المعادن لها العديد من الخصائص المتشابهة ، وغالبًا ما تتسبب في العثور عليها معًا في الرواسب الجيولوجية. ويشار إليها أيضًا باسم "أكاسيد الأرض النادرة" لأن الكثير منها يباع عادة كمركبات أكسيد.

استخدامات العناصر الأرضية النادرة: يوضح هذا الرسم البياني استخدام العناصر الأرضية النادرة في الولايات المتحدة خلال عام 2017. تستخدم العديد من المركبات المحفزات الأرضية النادرة في أنظمة العادم الخاصة بها للتحكم في تلوث الهواء. يتم تصنيع عدد كبير من السبائك أكثر متانة بإضافة المعادن الأرضية النادرة. غالبًا ما يتم تلميع الزجاج والجرانيت والرخام والأحجار الكريمة بمسحوق أكسيد السيريوم. تحتوي العديد من المحركات والمولدات على مغناطيسات مصنوعة من عناصر أرضية نادرة. يتم إنشاء الفوسفور المستخدم في شاشات العرض الرقمية والشاشات وأجهزة التلفزيون باستخدام أكاسيد أرضية نادرة. تصنع معظم بطاريات الكمبيوتر والهواتف المحمولة وبطاريات السيارات الكهربائية من المعادن الأرضية النادرة.

استخدامات العناصر الأرضية النادرة

تُستخدم المعادن الأرضية النادرة والسبائك التي تحتوي عليها في العديد من الأجهزة التي يستخدمها الأشخاص يوميًا ، مثل ذاكرة الكمبيوتر وأقراص DVD والبطاريات القابلة لإعادة الشحن والهواتف المحمولة ومحولات الحفز والمغناطيس والإضاءة الفلورية وغير ذلك الكثير.

خلال العشرين عامًا الماضية ، حدث ارتفاع في الطلب على العديد من العناصر التي تتطلب معادن أرضية نادرة. منذ عشرين عامًا كان هناك عدد قليل جدًا من الهواتف المحمولة المستخدمة ، لكن العدد ارتفع إلى أكثر من 7 مليارات مستخدم اليوم. نما استخدام العناصر الأرضية النادرة في أجهزة الكمبيوتر بنفس سرعة نمو الهواتف المحمولة.

العديد من البطاريات القابلة لإعادة الشحن مصنوعة من مركبات أرضية نادرة. يتم الطلب على البطاريات بسبب الطلب على الأجهزة الإلكترونية المحمولة مثل الهواتف المحمولة والقراء وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والكاميرات.

توجد عدة أرطال من المركبات الأرضية النادرة في البطاريات التي تشغل كل سيارة كهربائية وسيارة كهربائية مختلطة. نظرًا لأن المخاوف المتعلقة باستقلال الطاقة وتغير المناخ وغيرها من القضايا هي التي تدفع بيع السيارات الكهربائية والهجينة ، فإن الطلب على البطاريات المصنوعة من مركبات أرضية نادرة سيرتفع بشكل أسرع.

تستخدم الأتربة النادرة كمحفزات وفوسفور ومركبات تلميع. هذه تستخدم للتحكم في تلوث الهواء ، والشاشات المضيئة على الأجهزة الإلكترونية ، وتلميع الزجاج ذي الجودة الضوئية. كل هذه المنتجات من المتوقع أن تشهد زيادة في الطلب.

يمكن استبدال المواد الأخرى بعناصر الأرض النادرة في أهم استخداماتها ؛ ومع ذلك ، عادة ما تكون هذه البدائل أقل فعالية ومكلفة.

من خمسينيات القرن العشرين وحتى أوائل الألفينيات من القرن الماضي ، كان أكسيد السيريوم ملمعًا ذو شعبية كبيرة. أنها غير مكلفة وفعالة للغاية. لقد أدت الزيادات الأخيرة في الأسعار إلى القضاء على استخدام أكسيد السيريوم في تعثر الصخور والفنون الجبرية. أنواع أخرى من البولندية ، مثل الألومنيوم وأكسيد التيتانيوم ، تستخدم الآن في مكانها.

استخدامات الدفاع الحرجة

تلعب العناصر الأرضية النادرة دورًا أساسيًا في دفاعنا الوطني. يستخدم الجيش نظارات الرؤية الليلية ، والأسلحة الموجهة بدقة ، ومعدات الاتصالات ، ومعدات GPS ، والبطاريات ، وغيرها من الأجهزة الإلكترونية الدفاعية. هذه تعطي الولايات المتحدة العسكرية ميزة هائلة. المعادن الأرضية النادرة هي المكونات الرئيسية لصنع السبائك الصلبة للغاية المستخدمة في المركبات المدرعة والقذائف التي تتحطم عند الاصطدام.

يمكن استخدام البدائل للعناصر الأرضية النادرة في بعض التطبيقات الدفاعية ؛ ومع ذلك ، فإن هذه البدائل عادة ما تكون غير فعالة وهذا يقلل من التفوق العسكري. يتم تلخيص استخدامات العناصر الأرضية النادرة في الجدول المصاحب.

نادر عنصر توقعات الأرض

من المتوقع أن يرتفع الطلب العالمي على السيارات والإلكترونيات الاستهلاكية والإضاءة الموفرة للطاقة والمواد الحفازة بسرعة خلال العقد المقبل. من المتوقع أن يزداد الطلب على مغناطيس الأرضية النادرة ، وكذلك الطلب على البطاريات القابلة لإعادة الشحن. من المتوقع أن تؤدي التطورات الجديدة في التكنولوجيا الطبية إلى زيادة استخدام الليزر الجراحي ، والتصوير بالرنين المغناطيسي ، وكاشفات التلألؤ بالأشعة المقطعية بالإصدار البوزيتروني.

تستخدم العناصر الأرضية النادرة بكثرة في كل هذه الصناعات ، لذلك يجب أن يظل الطلب عليها مرتفعًا.