Что такое редкоземельные металлы?
Редкоземельные металлы (РЗМ) - это группа из 17 металлов, большинство из которых тяжелые. Особенность таких металлов в том, что их производство обеспечивается за счет сложных и дорогостоящих физико-химических процессов, в результате которых выделяется большое количество токсических веществ.
Почему редкоземельные металлы так называются?
Название ”редкоземельный” появилось в Швеции, где впервые был добыт иттрий в конце XVIII века. Термином ”земельный” тогда обозначали руду, которая растворяется в кислоте, а ”редким” металл иттрий был назван потому, что никогда прежде его еще не находили.
Какие есть редкоземельные металлы?
Редкоземельных элементов 17: скандий, самарий, иттрий, лютеций, диспрозий, гольмий, эрбий, празеодим, тулий, лантан, церий, диспрозий, иттербий, тербий, неодим, европий, прометий. Многие из РЗЭ были обнаружены шведскими учеными в XVIII-XIX веках.
Где больше всего редкоземельных металлов?
Запасов редкоземельных металлов в мире достаточно много. По оценке за 2017 год всего в мире более 120 метрических тонн РЗМ. Больше всего важных для промышленности месторождений металлов в таких странах, как:
- Китай - 44 млн тонн
- Бразилия - 21 млн тонн
- Индия - 6,9 млн тонн
- Австралия - 5,7 млн тонн
- Россия - 3,8 млн тонн
- Вьетнам - 3,5 млн тонн
- США - 1,9 млн тонн
- Гренландия - 1,5 млн тонн
- Африка (Южная Африка и Танзания) - 1,6 млн тонн
Самый крупный в мире производитель РЗМ на сегодняшний день - Китай. По данным исследования, проведённого компанией Boeing, на Луне тоже есть редкоземельные элементы, причем все 17 из списка.
Когда начали использовать редкоземельные металлы?
Применение редкоземельным элементам нашли не сразу. В конце XIX века церий использовался для производства осветительного прибора под названием калильная сетка. Значительный толчок развитию РЗМ дала холодная война: США и СССР вкладывали колоссальные средства в изучение возможных отраслей применения редкоземельных элементов и со временем они нашлись.
- В 1960-х годах США разработали самарий-кобальтовые магниты для радаров.
- В 1970-х были созданы никель-металлогидридные аккумуляторы с добавлением неодима и лантана, которые позднее, в 1990х стали использоваться в портативной электронике.
- В 1980-х СССР начал добавлять скандий в алюминий, за счёт чего была повышена эффективность истребителей МиГ-29.
- В 1980-х исследователи из General Motors произвели лёгкие мощные магниты для оконных и дверных замков, которые позднее стали применяться для создания жестких дисков.
- В начале 1990-х был разработан усилитель сигнала для волоконно-оптических кабелей на основе эрбия, благодаря которому сегодня работает всемирная сеть.
Для чего используются редкоземельные металлы?
Сегодня без редкоземельных металлов невозможно себе представить промышленное производство. РЗМ используются для:
- создания компонентов высокотехнологичных устройств, микросхем, смартфонов, цифровых камер, мониторов, дисплеев и тд.
- для изготовления мощных магнитов, которые используются, в том числе в сфере зелёной энергетики (ветровые турбины)
- переработки и очистки нефтепродуктов
- для создания аккумуляторов
- для производства металлических сплавов
- для создания оборонительных и наступательных высокотехнологичных вооружений.
С каждым годом спектр применения редкоземельных элементов всё шире, а их важность всё больше.
Где в мире добывают редкоземельные металлы?
На первом месте в мире по добыче редкоземельных металлов Китай. На КНР приходится 70% глобального производства РЗМ. На втором месте с большим отрывом идут США, которые обозначили редкоземельные металлы как критически важные минералы, то есть крайне необходимые для экономики и нацбезопасности. На третьем месте в мире по производству редкоземельных элементов - Австралия. Россия тоже добывает редкоземельные металлы, однако её доля составляет меньше 1% глобального производства.