Czym są pierwiastki ziem rzadkich?

Pierwiastki ziem rzadkich (REE) to grupa 17 chemicznie podobnych pierwiastków kluczowych dla wielu gałęzi przemysłu wysokich technologii. Pierwiastki te obejmują 15 lantanowców układu okresowego oraz skand i itr, które zwykle występują w tym samym złoża rudy i wykazują podobne właściwości chemiczne. Pomimo swojej nazwy, REE występują stosunkowo dużo w skorupie ziemskiej, ale ich stężenia są niskie, co sprawia, że ich wydobycie jest trudne ekonomicznie. Pierwiastki ziem rzadkich (REE) to zestaw siedemnastu pierwiastków metalicznych, w tym piętnaście lantanowców w układzie okresowym oraz skand i itr. Pierwiastki te mają podobne właściwości chemiczne, ale mają różne zachowania fizyczne, szczególnie pod względem właściwości elektronicznych i magnetycznych. REE są znane ze swojej zdolności do przewodzenia prądu, generowania światła i wzmacniania magnetyzmu, co czyni je bardzo cennymi w różnych zaawansowanych technologicznie zastosowaniach.

Lista elementów sklasyfikowanych jako REE 17 elementów sklasyfikowanych jako REE obejmuje: Skand (Sc) Itr (Y) Lantan (La) Cer (Ce) Prazeodym (Pr) Neodym (Nd) Promet (µm) Samar (Sm) Europ (UE) Gadolin (Gd) Terb (Tb) Dysproz (Dy) Holm (Ho) Erb (Er) Tul (Tm) Iterb (Yb) lutet (Lu) Pierwiastki te często występują razem w różnych rudach mineralnych i niezwykle trudno jest je oddzielić ze względu na ich podobne właściwości chemiczne. Chociaż pierwiastki ziem rzadkich nazywane są „rzadkimi”, występują dość obficie w skorupie ziemskiej. Jednakże rzadko występują w postaci skoncentrowanej, co sprawia, że ich ekstrakcja jest ekonomicznie trudna. Występują rzadziej niż metale zwykłe, takie jak żelazo, ale są bardziej rozpowszechnione niż metale szlachetne, takie jak złoto.

Rozkład geograficzny REE jest dość zróżnicowany: Chiny jest największym producentem MZR, kontrolującym znaczną część światowych dostaw. Kraj posiada rozległą działalność wydobywczą i zaawansowane możliwości przetwarzania, które obsługują dużą część światowego popytu. Australia posiada również znaczne zasoby pierwiastków ziem rzadkich i jest jednym z czołowych eksporterów tych pierwiastków. USA posiada zasoby REE, szczególnie w Kalifornii Góra Przekaż kopalnię i potencjalne niewykorzystane rezerwy w innych lokalizacjach. Indie, Brazylia i Malezja również przyczyniają się do globalnych dostaw pierwiastków ziem rzadkich, chociaż w mniejszym stopniu niż Chiny i Australia. Kanada i niektóre kraje afrykańskie, takie jak Burundi i Tanzania badają i rozwijają swoje zasoby REE, aby wejść na rynek.

Odkrycie REE rozpoczęło się pod koniec XVIII wieku. Pierwszym odkrytym minerałem ziem rzadkich był gadolinit, związek ceru, itru, żelazo, krzem i inne pierwiastki wydobywane we wsi w Szwecji. W ciągu następnego stulecia zidentyfikowano wszystkie pierwiastki ziem rzadkich. Odkryciem dokonali głównie chemicy, którzy izolowali z nich nowe pierwiastki minerały gdzie te elementy zazwyczaj występują. Ich unikalne konfiguracje elektroniczne utrudniają ich oddzielenie od siebie, co prowadzi do postępu w technikach separacji chemicznej. REE mają kluczowe znaczenie dla nowoczesnej technologii i są niezbędne w produkcji szerokiej gamy zaawansowanych technologicznie zastosowań. Są kluczowymi komponentami do produkcji magnesów trwałych stosowanych w turbinach wiatrowych i silnikach pojazdów elektrycznych, luminoforach w kolorowych wyświetlaczach, bateriach i zaawansowanej ceramice. Ich unikalne właściwości magnetyczne, luminescencyjne i elektrochemiczne sprawiają, że są niezastąpione w wielu zastosowaniach, w tym w smartfonach, komputerach i technologiach obronnych.

Popyt na REE wzrósł wraz z ekspansją rynków zaawansowanych technologii, podkreślając ich rolę w światowym rozwoju gospodarczym i postępie technologicznym. Znaczenie rozciąga się również na względy strategiczne, ponieważ kraje rywalizują o dostęp i kontrolę nad tymi kluczowymi zasobami, co podkreśla geopolityczne implikacje łańcuchów dostaw pierwiastków ziem rzadkich. Zależność technologiczna od REE oznacza, że nadal odgrywają one kluczową rolę w kształtowaniu krajobrazu nowoczesnych technologii i wysiłków na rzecz zrównoważonego rozwoju na całym świecie.

Źródło: pl.geologyscience.com