بخشی از مقاله
چکیده:
عناصر خاکی نادر شامل فلزات گروه IIIA - اسکاندیم ، ایتریم و لانتانیدها - جدول تناوبی میباشند. در این مقاله به بررسی و کاربردهاي عناصر لانتانیدي در صنایع مختلف پرداخته شده است. کاربرد این عناصر با توجه به خواص شیمیایی، متالورژیکی، نوري، مغناطیسی و هسته اي بسیار وسیع و با ارزش میباشد.
این عناصر به صورت عناصر فلزي خالص و یا ترکیبات خالص هرکدام و یا به صورت مخلوط چند عنصر و یا مخلوط ترکیبات چند عنصر کاربردهاي مختلفی در صنایع گوناگون - ساخت کاتالیست ، صنایع آلیاژي، اپتیکی، هسته اي و ... - دارند. براي هر کدام از این بخشها، موارد مصرفی به همراه محاسن و کارایی استفاده از این عناصر بیان شده است.
-1 مقدمه
در حدود 130000 تن از فلزات خاکی نادر - به صورت اکسید - در جهان، در یک سال مصرف میشود..[1]تاریخچه کاربرد این عناصر در سال 1788 در سوئد شروع شد.
کاربردهاي عناصر خاکی نادر با توجه به خواص آنها به پنج گروه شیمیایی، متالورژیکی، نوري، مغناطیسی و هسته اي تقسیمبندي میشوند. کاربرد این عناصر به سه صورت تامین میگردد:
- عناصر خاکی نادر جدا نشده که به طور طبیعی در کانیها وجود دارند.
- عناصر خاکی نادر تغلیظ شده که به طور کلی شامل 60 – 90 درصد از عنصر - عناصر - خاص مورد علاقه میباشد.
- عناصر خاکی نادر خالص که شامل 98 تا 99/999 درصد از اکسید عنصر میباشد.
قیمت محصولات ، برحسب خلوص در سريهاي متشابه، افزایش مییابد. در مقیاس بزرگی از کاربردهاي عناصر خاکهاي نادر، مثلاً در صنعت استیل، در کاتالیستها و در صیقل دادن شیشه، این عناصر به طور کلی به صورت مخلوطهاي طبیعی یا تغلیظ شده، مورد استفاده قرار میگیرند. در صورتیکه در کاربردهاي الکترونیکی و مواد فسفري، محصولات خالص با قیمتهاي بالایی مورد استفاده قرار میگیرند. بنابراین کاربرد عناصر خاکی نادر به رسیدگی دقیق و همکاري نزدیک میان تولید کننده و مصرف کننده نیاز دارد به طوریکه براي هر کاربرد خاص، بایستی اثرات مورد نظر، خلوص و هزینه تولید بهینه، پیدا شود.
در حال حاضر تحقیقات فراوانی در مورد کاربرد این عناصر در صنایع مختلف و به منظور مصارف ویژه در حال انجام میباشد.حضور اندك این عناصر به همراه بقیه عناصر جدول تناوبی باعث ایجاد خواص ویژه در قطعه ساخته شده میشوند.
-2 کاربردهاي صنعتی عناصر خاکی نادر خالص
در سالهاي اخیر تحقیقات دامنهداري در زمینه تولید عناصر خاکی نادر با خلوص خیلی بالا انجام پذیرفته است. امروزه تهیه فلزات مختلف با خلوص مطلق بالاي 99/99% ممکن گردیده است.
یک بررسی اجمالی در زمینه تولید و مصرف و چگونگی رشد مصرف این فلزات بیانگر این مطلب است که اگر تولید جهانی همه فلزات نادر خاکی بصورت اکسیدها، 110000 تن در سال باشد مقدار 1% از این مقدار تولید فلزات خالص این عناصر میباشد که معادل 7% قیمت کل تولید این عناصر را تشکیل میدهد و در طی سالهاي اخیر تقاضا براي این فلزات هر ساله به میزان 20% افزایش داشته است
-1-2 ایتریم
اولین عنصر از فلزات نادر خاکی که بصورت وسیعی از طریق احیاء متالوترمی تهیه گردید فلز ایتریم میباشد که در حدود سال 1960 تهیه گردید
