Редкоземельные элементы

К редкоземельным элементам относятся 17 очень сходных по химическому составу и свойствам элементов III группы периодической системы Д. И. Менделеева:

  • лантан (La)
  • церий (Ce)
  • празеодим (Рг)
  • неодим (Nd)
  • прометий (Pm)
  • самарий (Sm)
  • европий (Eu)
  • гадолиний (Gd)
  • тербий (Tb)
  • диспрозий (Dy)
  • гольмий (Ho)
  • эрбий (Er)
  • тулий (Tm)
  • иттербий (Yb)
  • лютеций (Lu), объединяемые в группу лантаноидов, а также близкие к ним:
  • иттрий (Y)
  • скандий (Sc).

Лантан и еще восемь легких лантаноидов (Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd) относят к цериевой подгруппе редких земель, тяжелые (Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) и иттрий — к иттриевой подгруппе. Элементы редких земель характеризуются близкими основными свойствами, но отличаются друг от друга рядом специфических особенностей.Редкоземельные элементы

Среднее суммарное содержание всей группы редких земель в земной коре около 0,01%, содержание отдельных элементов этой группы колеблется от 0,00002 (тулий) до 0,0046% (церий).

Геохимические и кристаллографические свойства редкоземельных элементов позволяют им изоморфно замещать кальций, стронций, барий, марганец, железо, уран, торий, цирконий, гафний, калий, натрий в более распространенных минералах, в том числе породообразующих, таких как амфиболы, пироксены, плагиоклазы, апатит, перовскит, флюорит, ортит, эпидот, сфен, слюды и многие другие. Это способствует значительному рассеянию редких земель в земной коре. Поэтому в магматических процессах минералообразования редкие земли рассеиваются, накопление их и образование собственных минералов происходят в постмагматических процессах эндогенного минералообразования от пегматитов до низкотемпературных гидротермальных (эпитермальных).

Наиболее высокие концентрации редких земель находятся в гидротермальных месторождениях, причем элементы цериевой подгруппы накапливаются в месторождениях, связанных со щелочными комплексами пород, а иттриевой — почти исключительно в месторождениях, приуроченных к гранитоидам.

В гипергенных условиях многие минералы редких земель (гадолинит, ринколит, бербанкит и др.) разлагаются, а редкие земли из них выносятся и рассеиваются. Более устойчивые минералы (монацит, ксенотим, лопарит, эвксенит, фергусонит, паризит и др.) накапливаются в россыпях.

В процессах диагенеза и эпигенеза морских осадков редкие земли могут сосредоточиваться в фосфоритах и костных остатках организмов (преимущественно рыб).

В природе редкоземельные элементы встречаются совместно, образуют более 50 собственных минералов и входят в состав более 200. Соотношение отдельных элементов варьирует в широких пределах, поэтому различаются минералы элементов цериевой и иттриевой групп. Основные промышленные минералы цериевой группы монацит, лопарит, паризит, бастнезит. Основные минералы иттриевой группы: ксенотим, фергусонит.

В ряде отраслей редкие земли применяются совместно (металлургическая, керамическая и др.), но для производства прецизионной техники используются специфические свойства отдельных элементов этой группы или нескольких индивидуальных редкоземельных металлов, в таких случаях выделяются отдельные элементы.

Редкие земли применяются во многих отраслях промышленности: в черной металлургии для раскисления, десульфурации и легирования сталей; в металлургии специальных сплавов как легирующие добавки; в стекольной промышленности для обесцвечивания и окрашивания оптического и технического стекла, повышения его прозрачности, устойчивости от радиоактивного излучения, а также полировки поверхности оптических стекол; в керамической промышленности при изготовлении эмалей, глазурей и высокоогнеупорных изделий; в атомной энергетике для стержней регулирования, в разнообразных изделиях радиотехники и электроники; в химической промышленности и при крекинге нефти в качестве катализаторов, добавок к пигментам и краскам; энергетике, военной технике и ряде других областей промышленности.

Добыча концентратов редких земель в 1976 г. составила за рубежом около 40 тыс. т.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *