+
Madenler

REE - Nadir Toprak Elemanları ve Kullanımları



Nadir toprak elementlerine olan talep hızlı bir şekilde artmıştır, ancak maddi yataklardaki oluşumu sınırlıdır.


Nadir Toprak Elementi Üretimi: Bu tablo, 1950 ve 2017 yılları arasında, nadir toprak elementi eşdeğeri olan metrik ton cinsinden, 1950 ve 2017 yılları arasındaki nadir toprak elementi üretim tarihini göstermektedir. 1960'ların ortalarında renkli televizyon talebinin patladığı ABD’nin pazara girişini açıkça göstermektedir. Çin, 1980'lerin sonunda ve 1990'ların başında nadir toprak satmaya çok düşük fiyatlarla başladığında, ABD'deki mayınlar kapanmak zorunda kaldı çünkü artık kar edemediler. Çin 2010 yılında ihracatı azalttığı zaman, nadir toprak fiyatları fırladı. Bu ABD, Avustralya, Rusya, Tayland, Malezya ve diğer ülkelerde yeni üretimi motive etti. 2016 yılında, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki nadir toprak üretimi, geriye kalan tek madenin bakım ve bakıma alınmasından dolayı durdu.

REE Periyodik Tablo: Nadir Toprak Elementleri, 15 lantanit serisi elementler, artı itriyumdur. Skandiyum çoğu nadir toprak elementi çökeltisinde bulunur ve bazen nadir bulunan toprak elementi olarak sınıflandırılır. Görüntü.

Nadir Toprak Elementleri (REE'ler) Nedir?

Nadir toprak elementleri, periyodik tabloda birlikte oluşan on yedi kimyasal element grubudur (resme bakınız). Grup, itriyum ve 15 lantanit elementinden oluşur (lantan, seryum, praseodim, neodim, prometyum, samaryum, öropyum, gadolinyum, terbiyum, disprosyum, holmium, erbiyum, tülyum, itteryum ve lutetium). Skandiyum çoğu nadir toprak elementi çökeltisinde bulunur ve bazen nadir bulunan toprak elementi olarak sınıflandırılır. Uluslararası Saf ve Uygulamalı Kimya Birliği, nadir toprak element tanımında skandiyum içerir.

Nadir toprak elementlerinin tümü metaldir ve grup genellikle "nadir toprak metalleri" olarak adlandırılır. Bu metaller benzer özelliklere sahiptir ve bu genellikle jeolojik birikintilerde birlikte bulunmalarına neden olur. Ayrıca "nadir toprak oksitler" olarak da adlandırılırlar, çünkü çoğu tipik olarak oksit bileşikleri olarak satılır.

Nadir toprak elementlerinin kullanım alanları: Bu tablo 2017'de Amerika Birleşik Devletleri'nde nadir toprak elementlerinin kullanımını göstermektedir. Birçok araç hava kirliliği kontrolü için egzoz sistemlerinde nadir toprak katalizörleri kullanır. Çok sayıda alaşım nadir toprak metallerinin eklenmesiyle daha dayanıklı hale getirilir. Cam, granit, mermer ve değerli taşlar genellikle seryum oksit tozu ile parlatılır. Birçok motor ve jeneratör nadir toprak elementleri ile yapılmış mıknatıslar içerir. Dijital ekranlarda, monitörlerde ve televizyonlarda kullanılan fosforlar nadir toprak oksitleri ile oluşturulmaktadır. Çoğu bilgisayar, cep telefonu ve elektrikli araç aküsü nadir toprak metalleriyle yapılır.

Nadir Toprak Elementlerinin Kullanımı

Bunları içeren nadir toprak metalleri ve alaşımları, her gün insanların bilgisayar belleği, DVD'ler, şarj edilebilir piller, cep telefonları, katalitik dönüştürücüler, mıknatıslar, flüoresan aydınlatma ve daha fazlası gibi birçok cihazda kullanılmaktadır.

Son yirmi yılda, nadir toprak metalleri gerektiren birçok ürün için talepte bir patlama oldu. Yirmi yıl önce, kullanımda çok az sayıda cep telefonu vardı, ancak bu sayı bugün kullanımda 7 milyarın üzerine çıktı. Bilgisayarlarda nadir bulunan toprak elementlerinin kullanımı neredeyse cep telefonları kadar hızlı bir şekilde büyüdü.

Pek çok şarj edilebilir pil nadir toprak bileşikleriyle üretilir. Pil talebi, cep telefonları, okuyucular, taşınabilir bilgisayarlar ve kameralar gibi portatif elektronik cihazlara olan talebe bağlı.

Amerika Birleşik Devletleri Nadir Toprak Elementlerinin Kullanımı

Kimyasal Katalizörler55%
Seramik ve Cam Yapımı15%
Metalurji ve Alaşımlar10%
Cam parlatma5%
Diğer15%
(USGS'den 2017 veri)

Birkaç kiloluk nadir toprak bileşiği, her elektrikli aracı ve hibrit elektrikli aracı besleyen pillerdedir. Enerji bağımsızlığı, iklim değişikliği ve diğer konulardaki endişeler elektrikli ve hibrid araçların satışını artırdığı için, nadir toprak bileşikleriyle üretilen pillere olan talep daha da hızlı bir şekilde artacaktır.

Nadir topraklar katalizörler, fosforlar ve parlatıcı bileşikler olarak kullanılır. Bunlar hava kirliliği kontrolü, elektronik cihazlardaki ışıklı ekranlar ve optik kalitede camın parlatılması için kullanılır. Bu ürünlerin hepsinin artan talep görmesi bekleniyor.

Nadir toprak elementlerinin en önemli kullanımları için başka maddeler de kullanılabilir; ancak, bu ikameler genellikle daha az etkili ve maliyetlidir.

1950'lerden 2000'lerin başlarına kadar seryum oksit çok popüler bir lapidary cilasıydı. Ucuz ve çok etkiliydi. Son fiyat artışları, seryum oksidin kaya yuvarlanmalarında ve lapidary sanatlarında kullanımını neredeyse ortadan kaldırmıştır. Alüminyum ve titanyum oksit gibi diğer cila türleri artık yerinde kullanılmaktadır.

Nadir Toprak Elementlerinin Savunma Kullanımları

lantangece görüş gözlüğü
Neodimyumlazer telemetreler, yönlendirme sistemleri, iletişim
öropiyumlamba ve monitörlerdeki floresanlar ve fosforlar
erbiyumfiber-optik veri aktarımında yükselteçler
Samaryumyüksek sıcaklıklarda stabil olan kalıcı mıknatıslar
Samaryumhassas güdümlü silahlar
Samaryumgizli teknolojide "beyaz gürültü" üretimi

Kritik Savunma Kullanımları

Ulusal savunmamızda nadir toprak elementleri önemli bir rol oynamaktadır. Askeri gece görüş gözlüğü, hassas güdümlü silahlar, iletişim ekipmanları, GPS ekipmanları, piller ve diğer savunma elektroniği kullanır. Bunlar, ABD ordusuna muazzam bir avantaj sağlıyor. Nadir toprak metalleri, zırhlı araçlarda ve darbeye çarpacak mermilerde kullanılan çok sert alaşımları yapmak için anahtar bileşenlerdir.

Bazı savunma uygulamalarında sübstitüsyonlar nadir toprak elementleri için kullanılabilir; Bununla birlikte, bu ikameler genellikle etkili değildir ve bu, askeri üstünlüğü azaltır. Nadir toprak elementlerinin çeşitli kullanımları ekteki tabloda 5 özetlenmiştir.

Biliyor musun? Amerika Birleşik Devletleri'nde kullanılan skandiyumun çoğu, alüminyum alaşımlı beyzbol sopalarına ve diğer spor teçhizatına girer. 3. Sodyum, yarı iletkenlerde ve özel aydınlatmada da kullanılır.

Bu Elementler Gerçekten "Nadir" midir?

Nadir toprak elementleri, adından da anlaşılacağı gibi "nadir" değildir. Thulium ve lutetium, en az bulunan iki nadir toprak elementidir - ancak her birinin altının 1. kabuk bolluğundan yaklaşık 200 kat daha fazla bir ortalama kabuk bolluğuna sahiptir. Ancak, bu metalleri bulmak çok zordur, çünkü bunları bulmak çok nadirdir. Ekonomik ekstraksiyon için yeterince yüksek konsantrasyonlarda.

En bol bulunan nadir toprak elementleri seryum, itriyum, lantan ve neodim 2'dir. Bunlar krom, nikel, çinko, molibden, kalay, tungsten ve kurşun 1 gibi yaygın olarak kullanılan endüstriyel metallere benzer ortalama kabuksal bolluğa sahiptir. Nadiren ekstrakte edilebilir konsantrasyonlarda bulunur.

Biliyor musun? Rüzgar türbinlerinde nadir toprak mıknatısları kullanılır. Bazı büyük türbinler iki TONS nadir toprak mıknatısı gerektirir. Bu mıknatıslar çok güçlüdür ve türbinleri oldukça verimli kılar. Nadir toprak mıknatısları, birçok alternatif enerji uygulamasında türbinlerde ve jeneratörlerde kullanılır.

Biliyor musun? Nadir toprak malzemelerine yönelik fiyat ve talep, son on yılda önemli ölçüde artmıştır. Çin, arzın yaklaşık% 90'ını üretiyor. Avustralya ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki mevduat yeniden faaliyete geçiyor ve birçok yeni alanda keşif devam ediyor.

Ağır ve hafif nadir toprak elementleri: Nadir toprak elementleri genellikle "Ağır Nadir Topraklar" ve "Hafif Nadir Topraklar" olarak bölünmüştür. Lantan, seryum, praseodim, neodim, prometyum ve samaryum "hafif nadir topraklar" dır. İtriyum, europium, gadolinyum, terbiyum, disprosyum, holmium, erbiyum, tulyum, itterbiyum ve lutetium, "nadir ender topraklardır". İtriyum, hafif nadir toprak elementlerinden daha hafif olmasına rağmen, doğal birikintilerdeki ağır nadir topraklarla kimyasal ve fiziksel birleşmeleri nedeniyle ağır nadir toprak grubuna dahil edilir.

Biliyor musun? Her hibrit elektrikli ve elektrikli aracın büyük bir aküsü vardır. Her pil birkaç pound nadir toprak bileşiği kullanılarak yapılır. Elektrikli araçların kullanımının, enerji bağımsızlığı, iklim değişikliği ve diğer endişeler nedeniyle hızla artması bekleniyor. Bu nadir toprak malzemelerine olan talebi artıracaktır.

Biliyor musun? Küçük elektronik cihazların çoğunda az miktarda nadir toprak metalleri kullanılır. Bu cihazların kullanım ömrü kısadır ve REE geri dönüşümü nadiren yapılmaktadır. Her yıl milyarlarca dolar atılıyor.

Dünya Maden Üretimi ve Rezervleri(2017 Tahminleri)

ülkeÜretim
(Metrik ton)
Rezervler
(Metrik ton)
Amerika Birleşik Devletleri--1,400,000
Avustralya20,0003,400,000
Brezilya2,00022,000,000
Kanada--830,000
Çin105,00044,000,000
Grönland--1,500,000
Hindistan1,5006,900,000
Malawi--140,000
Malezya30030,000
Rusya3,00018,000,000
Güney Afrika--860,000
Tayland1,600müsait değil
Vietnam10022,000,000
Dünya toplamı (yuvarlatılmış)130,000120,000,000

Nadir Toprak Üretimi ve Ticareti Tarihi

Ön 1965

1965'ten önce, nadir toprak elementleri için nispeten az talep vardı. O zamanlar, dünyadaki arzın büyük bir kısmı Hindistan ve Brezilya'daki plaser yataklarından üretiliyordu. 1950'lerde, Güney Afrika, nadir bulunan ve monazit yatakları taşıyan lider üretici oldu. O sırada, Kaliforniya'daki Mountain Pass Mine, bir Prekambriyen karbonatitten az miktarda nadir toprak oksidi üretiyordu.

Renkli Televizyon Talebi Tutuşturuyor

Nadir toprak elementlerine olan talep, ilk renkli televizyon setleri piyasaya girerken, 1960'ların ortalarında ilk patlamasını gördü. Europium, renkli görüntüleri üretmek için temel malzemeydi. Dağ Geçidi Madeni, yaklaşık% 0.1 oranında europium bulunan bastnasite'den europium üretmeye başladı. Bu çaba Mountain Pass Mine'ı dünyanın en büyük nadir toprak üreticisi yaptı ve ABD'yi önde gelen üretici olarak yerleştirdi.

Çin Pazara Girdi

Çin 1980'lerin başında önemli miktarda nadir toprak oksidi üretmeye başladı ve 1990'ların başında dünyanın önde gelen üreticisi oldu. 1990'lar ve 2000'lerin başlarında, Çin, dünyanın nadir toprak oksit pazarındaki tutumunu istikrarlı bir şekilde güçlendirdi. Nadir toprakları o kadar düşük fiyatlara satıyorlardı ki Mountain Pass Mine ve dünyadaki pek çok kimse rekabet edemedi ve çalışmayı durduramadı.

Savunma ve Tüketici Elektroniği Talebi

Aynı zamanda, nadir toprak metalleri çok çeşitli savunma, havacılık, sanayi ve tüketici elektroniği ürünleri olarak tasarlandığından, dünya talebi artıyordu. Çin hakim durumundan faydalandı ve ihracatı kısıtlamaya başladı ve nadir toprak oksit fiyatlarının tarihi seviyelere çıkmasına izin verdi.

En Büyük Nadir Toprak Tüketici Olarak Çin

Dünyanın en büyük nadir toprak malzemesi üreticisi olmasının yanı sıra, Çin aynı zamanda hakim tüketicidir. Nadir toprakları çoğunlukla iç ve ihracat pazarları için elektronik ürünlerin üretiminde kullanıyorlar. Japonya ve ABD, nadir bulunan toprak malzemelerinin ikinci ve üçüncü en büyük tüketicisidir. Çin'in nadir toprak satma konusundaki isteksizliğinin katma değerli imalat sektörünün savunması olması mümkündür.

Çin'in Üretim Egemenliği Zirvesi?

Çin egemenliği, 2010 yılında, dünyadaki nadir toprak üretiminin yaklaşık% 95'ini kontrol ettiği zaman zirveye ulaşmış olabilir ve birçok nadir toprak oksiti fiyatları, sadece birkaç yıl içinde% 500'den fazla artmıştır. Bu, dünyadaki nadir toprak tüketicileri ve madencileri için bir uyanış oldu. Amerika Birleşik Devletleri, Avustralya, Kanada ve diğer ülkelerdeki madencilik şirketleri eski nadir dünya fırsatlarını yeniden değerlendirmeye ve yenilerini aramaya başladı.

Yüksek fiyatlar ayrıca üreticilerin üç şey yapmasına neden oldu: 1) ürünlerinin her birini üretmek için gereken nadir toprak elementlerinin miktarını azaltmanın yollarını aramak; 2) nadir toprak elementlerinin yerine kullanılacak alternatif materyaller aramak; ve 3) nadir toprak elementleri gerektirmeyen alternatif ürünler geliştirmek.

Bu çaba, bazı mıknatıs tiplerinde kullanılan nadir toprak malzemelerinin azalmasına ve nadir toprak aydınlatma ürünlerinden ışık yayan diyot teknolojisine geçişe neden olmuştur. Amerika Birleşik Devletleri'nde, üretilen ürünün birim başına ortalama nadir toprak tüketimi azaldı, ancak nadir toprak elementleri ile üretilen daha fazla ürüne olan talep arttı. Sonuç daha yüksek tüketim oldu.

Çin Çin Dışındaki Kaynakları Satın Alma

Çinli şirketler diğer ülkelerde nadir toprak kaynakları satın alıyorlar. 2009 yılında Çin Demir Dışı Metal Madenciliği Şirketi, Çin dışındaki nadir toprak elementlerinin en yüksek verimlerinden birine sahip olan Avustralya şirketi Lynas Corporation'da çoğunluk hissesi aldı. Ayrıca Zambiya'daki Baluba Madenini de satın aldılar.

Çin Dışında Nadir Toprak Üretimi

Avustralya'daki madenler 2011'de nadir toprak oksitleri üretmeye başladı. 2012 ve 2013 yıllarında dünya üretiminin yaklaşık% 2 ila 3'ünü sağlıyorlardı. 2012'de Dağ Geçiş Madeni yeniden üretime girdi ve ABD, 2013'te dünyanın nadir bulunan toprak elementlerinin yaklaşık% 4'ünü üretti. Brezilya, Malezya, Rusya, Tayland ve Vietnam'daki üretim devam etti veya arttı.

Amerika Birleşik Devletleri Jeolojik Araştırmaları tarafından yapılan yeni mineral kaynakları değerlendirmeleri, Çin dışındaki önemli kaynakları belirledi. Çin nadir toprak üretiminde dünya lideri olmasına rağmen, dünya rezervlerinin yalnızca% 36'sını kontrol ediyorlar. Bu, diğer ülkelerin Çin'e üretim maliyetinin altında nadir toprak malzemeleri satmadığı için önemli üreticiler olma fırsatını vermektedir.

REE üretim şeması: Bu tablo, Çin'in 1994 ve 2017 yılları arasında nadir bulunan toprak elementlerinin üretimindeki hakimiyetini göstermektedir. ABD, 1990'larda önemli bir üretici olmuştur, ancak düşük fiyatlı malzemeler, Çin ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki zorla işletilen madenler tarafından satılmaktadır. Çin'in ihracatı sınırlandırması ve 2009 ve 2010 yıllarında fiyatları hızlı bir şekilde artması ile Avustralya ve ABD'deki mayınlar yeniden faaliyete geçti. Amerika Birleşik Devletleri Jeoloji Araştırması'ndan elde edilen verileri kullanarak grafik.

Hakim Dünya Üreticisinin Tehlikeleri

Arz ve talep normal olarak bir malın piyasa fiyatını belirler. Tedarikler küçüldükçe fiyatlar yükseliyor. Fiyatlar yükseldikçe, arzı kontrol edenler satış yapmak için caziptir. Madencilik şirketleri yüksek fiyatları bir fırsat olarak görmekte ve yeni arz kaynakları geliştirmeye çalışmaktadır.

Nadir toprak elementleri ile, bir madencilik şirketinin bir mülk edinme kararı ile üretimin başlaması arasındaki süre birkaç yıl veya daha uzun olabilir. Yeni bir madencilik mülkü açmanın hızlı bir yolu yoktur.

Tek bir ülke neredeyse tüm üretimi kontrol altına alırsa ve ihracat yapmama konusunda kesin bir karar verirse, o zaman bir emtia arzı hızla kesilebilir. Bu, yeni tedarik kaynaklarının gelişmesi çok zaman aldığında tehlikeli bir durumdur.

2010 yılında Çin nadir toprak ihracatını önemli ölçüde sınırlandırdı. Bu yerli üretim ve çevresel nedenlerle nadir toprak temini sağlamak için yapıldı. Çin’deki bu değişim panik alımını tetikledi ve bazı nadir toprak fiyatları katlanarak arttı. Ayrıca, Japonya, Amerika Birleşik Devletleri ve Avrupa Birliği, Dünya Ticaret Örgütü'ne Çin'in kısıtlayıcı nadir toprak ticareti politikaları hakkında şikayette bulundu.

Nadir toprak oksitler: Bu nadir toprak oksitler, bir havzanın hangi kısımlarının aşındığını belirlemek için izleyici olarak kullanılır. 4. Merkezden saat yönünde: praseodim, seryum, lantan, neodim, samaryum ve gadolinyum. Peggy Greb, USDA resim galerisi.

Dünya Nadir Toprak Maden Kaynakları

“Nadir topraklar Dünya'nın kabuğunda oldukça fazla miktarda bulunur, ancak keşfedilebilen kıymetli konsantrasyonlar diğer cevherlerin çoğundan daha az yaygındır. ABD ve dünya kaynakları esas olarak bastnäsite ve monazite'de bulunur. Dünyanın nadir bulunan ekonomik kaynakları, Avustralya, Brezilya, Çin, Hindistan, Malezya, Güney Afrika, Sri Lanka, Tayland ve ABD’de monazit yatakları en büyük ikinci segmenti oluşturuyor.

Apatit, cheralit, eudialit, loparit, fosforitler, nadir toprak içeren (iyon adsorpsiyon) killer, sekonder monazit, harcanan uranyum çözeltileri ve ksenotim kalan kaynakların çoğunu oluşturur. Keşfedilmemiş kaynakların beklenen talebe göre çok büyük olduğu düşünülüyor. ”ABD Jeolojik Araştırmalar Maden Emtia Özeti 2'den alıntılandı.

Nadir Toprak Elemanı Referansları
1 Nadir Toprak Elemanları - Yüksek Teknoloji İçin Kritik Kaynaklar: Amerika Birleşik Devletleri Jeolojik Araştırma, Bilgi Notu 087-02.
2 Nadir Topraklar: Joseph Gambogi, Amerika Birleşik Devletleri Jeolojik Araştırma, Maden Emtia Özeti, 2017.
3 Nadir Topraklar: Joseph Gambogi, Amerika Birleşik Devletleri Jeolojik Araştırma, Mineraller Yıllığı 2011.
4 Toprak Erozyonu İzlenmesinde Nadir Bir Dünya Yaklaşımı: ABD Tarım Bakanlığı, Tarımsal Araştırma Hizmeti.
5 Çin'deki Delik As: Nadir Toprak Elementleri: Cindy A. Hurst, Ulusal Savunma Üniversitesi Basını.
6 Nadir Toprak Elementlerinin Jeolojisi: CumhuriyetiABD'nin Ana Nadir Toprak Unsurları Ana Mevduatı - Yerel Mevduat ve Küresel Bir Bakış Açısı Özeti."
7 Nadir Toprak Elemanları ve Ulusal Güvenlik: Dış İlişkiler Konseyi Enerji Raporu, 2014.

Nadir Toprak Elemanı Görünümü

Otomobiller, tüketici elektroniği, enerji tasarruflu aydınlatma ve katalizörlere olan küresel talebin gelecek on yılda hızla artması bekleniyor. Nadir toprak mıknatısı talebinin, yeniden şarj edilebilir pillere olan talebin de artması bekleniyor. Tıbbi teknolojideki yeni gelişmelerin cerrahi lazer, manyetik rezonans görüntüleme ve pozitron emisyon tomografi sintilasyon dedektörlerinin kullanımını artırması beklenmektedir.

Nadir toprak elementleri tüm bu endüstrilerde yoğun bir şekilde kullanılmaktadır, bu nedenle onlara olan talep yüksek kalmalıdır.


Videoyu izle: 3000+ Common English Words with Pronunciation (Ocak 2021).