Редкоземельные элементы и минералы

Редкоземы — важные и самые дорогие компоненты магнитных, оптических и электронных устройств, которые производят в оборонной и аэрокосмической промышленности: беспилотников, управляемых ракет, приборов лазерного наведения спутниковой связи и т. д. Их называют «витаминами промышленности». Ведь эти металлы, хоть и в небольшом количестве, используются в важнейших материалах и процессах.

Редкоземельные элементы — что это?

В Зеленой книге ИЮПАК (Международного союза прикладной и теоретической химии), представлен перечень из 17 редкоземельных металлов:

• скандий,
• иттрий,
• 15 лантаноидов.

В одну группу эти элементы объединили из-за похожих признаков. Они образуют простые вещества со следующими свойствами

• серебристые или серые, с сильным металлическим блеском;
• пластичные и мягкие;
• активные, особенно при повышенной температуре или тонком измельчении.

Редкоземельные металлы обладают определенными различиями, поэтому и применяются для разных целей. С точки зрения добычи полезных ископаемых все они действительно редкоземельные, так как не часто встречаются в концентрированной и экономически выгодной форме.

Краткое описание

Скандий /Серебристый/ — Тугоплавкий, повышает прочность материалов, усиливает свечение

Иттрий /Светло-серый/ — Повышает жаропрочность и долговечность материалов, улучшает качество свечения

Лантан /Серебристо-белый, похож на кальций/ — Ускоряет крекинг нефти, повышает пластичность, жаропрочность и химическую устойчивость материалов

Церий /Светло-серый/ — Повышает электропроводность и пластичность металлов, придает розоватый оттенок стеклу, катализатор

Празеодим /Серебристо-белый/ — Улучшает свойства сверхпроводников и сплавов, придает бледно-зеленый оттенок стеклу, используется в лазерах и для получения пигментов

Неодим /Серебристо-серый/ — Улучшает качество стекла и сплавов, растворяет плутоний, повышает контрастность изображения, используется в магнитах, лазерах и излучателях

Прометий /Серебристо-белый/ — Способен к люменесценции, используется в атомных батарейках, стержнях реакторов, для ионизации воздуха

Самарий /Светло-серый/ — Улучшает свойства стержней для ядерных реакторов, магнитов, поглощающего инфракрасные лучи стекла, огнеупорность материалов

Европий /Серебристо-белый/ — Повышает качество микрочипов, карт памяти, сверхпроводников, сплавов и керамики

Гадолиний /Серовато-бежевый/ — Сильные парамагнитные свойства для получения сверхнизких температур, используется в полупроводниках и рентгеновских аппаратах

Тербий /Серебристо-белый/ — Необходим для сверхмощных магнитов и излучателей ультразвука, катализатор реакций окисления

Диспрозий /Серебристо-серый/ — Повышает пластичность и магнитные свойства материалов, катализатор в нефтехимии, для получения красных люминофоров

Гольмий /Светло-серый/ — Придает сверхпроводящие свойства магнитам, применяется в лазерах, активирует люминофоры

Эрбий /Серебристо-белый/ — Улучшает качество оптоволокна, магнитных сплавов, стекла, специальной керамики

Тулий /Серебристо-белый/ — Применяется в лазерах, магнитных носителях, для дефектоскопии, в диагностических приборах

Иттербий /Светло-серый/ — Улучшает термоэлектрические и магнитные свойства материалов, обеспечивает легкость полупроводников

Лютеций /Серебристо-белый/ — Повышает мощность магнитов, сверхпроводимость, жаропрочность

Редкоземельные минералы

Полезные ископаемые с достаточным для добычи содержанием содержанием редкоземов называют редкоземельными минералами. Первый такой минерал обнаружили в шахте возле шведской деревни Иттерби — гадолинит. Он состоит из смеси редкоземельных иттербия, церия, других менее ценных веществ.

Лидирующие по мировой добыче источники редкоземельных элементов:

• бастнезит — из него получают лантан, иттрий и церий, местность Маунтин-Пасс в Калифорнии, Байян-Обо в Китае;
• монацит — источник церия, празеодима, гадолиния, добыча в Австралии, США, Китае, Бразилии, Красноуфимске (Свердловская область);
• лопарит — в основном цериево-лантановый, в меньшей степени неодим и прометий, найден в Карелии, село Ловозеро, в Прибайкалье, Туве;
• латеритные ионно-адсорбционные глины — получают иттрий, диспрозий, гадолиний, неодим, месторождения в Китае, на Мадагаскаре, небольшое в Приморье.

Подготовил Евгений Лавриненко (СМ)