Nadir toprak metalleri hangileridir?

Nadir toprak metalleri, diğer elementlere kıyasla yer kabuğunun yapısındaki küçük kütle fraksiyonlarından dolayı isimlerini almıştır. Bu isim ilk olarak, mevduatların henüz tam olarak keşfedilmediği XIX yüzyılın başında ilan edilmiştir. Sonuç olarak, bu grubun metallerinin daha önce düşünüldüğü kadar nadir olmadığı da ortaya çıkmıştır. Ancak isim zaten literatüre ve bilimsel terminolojiye sıkı sıkıya girmiştir. Bu nedenle bu gruba dahil olan metallerin adı bu şekilde kalmıştır.

Hangi metaller nadir toprak grubuna dahildir?

Bu grup, benzer kimyasal özelliklere sahip 17 metal içermektedir. Örneğin, hepsi suda çözünmeyen oksijenle üç değerlikli oksitler tarafından oluşturulmaktadır. Nadir toprak metalleri oldukça aktif kimyasal elementlerdir. Aktiviteleri özellikle 300 santigrat derecenin üzerindeki sıcaklıklarda artmaktadır. Bu koşullar altında saf hidrojenle bile reaksiyona girerek iki atomlu ve triatomik hidrürler oluştururlar. Bu metallerin yanma reaksiyonuna, atmosfere büyük miktarda ısı salınımı eşlik etmektedir.

Bu gruptan en aktif metal lantandır. Açık havada anında oksit oluşturduğu için bir parafin tabakası altında saklanması gerekmektedir. Nadir toprak elementleri, triatomik bileşikler oluşturmak için tüm halojenlerle iyi reaksiyona girerler. Hidroksitleri ise, suda çok az çözünmektedir. Nadir toprak metallerinin tuzları asitlerde oldukça çözünmüştür.

En düşük erime noktası seryumun 797 santigrat derece ve en yüksek lütesyumun 1652 santigrat derecedir. Bu aynı elementler, gruptaki tüm metaller arasında en çok ve en az yaygın olanlardır.

Dünyada nadir toprak metallerinin madenciliği

Çin, nadir toprak metallerinin çıkarılmasında liderdir. Bu ülkede, dünya çapında çıkarılan toplam miktarın yarısından fazlası olan, yılda yaklaşık 100 bin ton saf element çıkarılmaktadır. Rezervlerin ana kısmı Bayan-Obo bölgesinde yer almaktadır.

Bu göstergede ikinci sırada, dünya üretiminin yaklaşık% 13’ünü üreten Amerika Birleşik Devletleri vardır. Böyle mütevazı bir rakama rağmen, Amerika’nın oldukça etkileyici rezervleri vardır. Ancak diğer birçok ülkenin aksine, hammadde ithal etmeyi tercih ederek mevduatlarını geliştirmek için acelesi yoktur. Hesaplama, doğal kaynakların tükenebilirliğine dayanmaktadır. Her yıl daha az olarak çıkarılmaktadır. Ayrıca fiyatları da buna göre artmaktadır. Dolayısıyla artık daha ucuz hammadde satın alma fırsatı olacaktır. Sadece zamanı geldiğinde kendimizinkini satmak mümkün olacaktır. Ancak o zaman çok daha yüksek bir fiyata satılacaktır.

Nadir toprak metallerinin oldukça büyük rezervleri de Rusya’dadır. Jeologlara göre bugün ülkede mevcut rezervler açısından Çin’den sonra dünyada ikinci sırada yer almaktadır. Mevduatın% 70’inden fazlası Murmansk bölgesinde, geri kalanı Komi Cumhuriyetinde bulunmaktadır. Ayrıca, Saha Cumhuriyeti ve Krasnoyarsk Bölgesi’nde de yoğunlaşılmaktadır. Şimdiye kadar, Rusya Federasyonu için ana stratejik hammaddeler petrol ve gazdır. Madencilik endüstrisinin ana güçleri tam olarak onlara yöneliktir. Ancak gelecekte derinliklerde bulunan maddeler ne kadar az kalırlarsa, Rusya’da nadir toprak metallerinin çıkarılması o kadar önemli olacaktır.

Dünyadaki nadir toprak metal rezervlerinin 110 milyon ton olduğu tahmin edilmektedir. Bilim adamlarına göre bu durum, keşfedilen tüm arazi yataklarının yaklaşık% 80’idir. Bu yatakların yaklaşık %48’i de Çin’de bulunmaktadır. Ayrıca, son araştırmalar okyanusların dibinde 80-100 milyar ton düzeyinde büyük nadir toprak metalleri rezervleri olduğunu göstermektedir.

Bu gerçeklerle ilgili daha fazla araştırma devam etmektedir. Onaylanırlarsa, sektörde gerçek bir atılım olacaktır. Ama yine de üretimlerini hızlı bir şekilde kurmak için işe yaramayacaktır. Bugüne kadar, minerallerin büyük derinliklerde gelişmesine izin veren bir teknoloji yoktur. Bu nedenle su altında nadir toprak yatakları geliştirmenin en verimli ve uygun maliyetli yolunu bulmak yıllar alabilecektir.

Yukarıda belirtildiği gibi Çin, nadir toprak metalleri pazarında ana oyuncudur. Hemen hemen tüm diğer devletler de bu konuda ona bağımlıdır. Bu neden, sözde “ham savaş”ı tehdit ederek şartlarınızı dikte etmenize olanak tanımaktadır. Ayrıca bu terim son yıllarda oldukça popüler hale gelmiştir. Bu nedenle birçok büyük maden ihracatçısı, bu tür bir etkinin yardımıyla dünya siyasetindeki çıkarlarını lobi yapmaya başlamıştır.

Bu nedenle gelişmiş ülkeler hammadde bağımlılığından kurtulmaya ve alternatif malzeme türlerine hakim olmaya çalışıyorlardır. 8 yıl önce bile, Çin’deki nadir toprak metallerinin üretimi dünya pazarının %97’sini karşılıyordu. Ancak sadece 7 yılda, belirtilen rakamın yaklaşık %40’ını geri kazanmak da mümkün olmuştur. Bu nedenle yakın gelecekte, eğilimin devamı için herhangi bir ön koşul bulunmamaktadır. Büyük olasılıkla, 10-15 yıl içinde Çin, pazar payının yaklaşık %60’ına sahip olacaktır.

Elde edilmelerinin özellikleri

Nadir toprak metallerinin topraktan saf halde çıkarılması mümkün değildir. Bu neden, yüksek kimyasal aktivitelerinden kaynaklanmaktadır. Doğal koşullar altında, kayaların bir parçası olan çok atomlu karmaşık bileşikler oluştururlar. Toplamda, günümüzde nadir toprak elementleri içeren yaklaşık 250 mineral bilinmektedir. Aynı zamanda, bunların 60’tan fazlası endüstriyel öneme sahip değildir. Geri kalanında saf metalin payı da %5’ten azdır. Ayrıca bu durum için işlenmesi karlı değildir.

Nadir toprak metalleri genellikle aynı tortuda bulunurlar. Bu nedenle, nadir toprak metalleri tesisine hammadde teslim edildiğinde, önce mineraldeki çeşitli elementlerin yüzdesi üzerine bir çalışma yapılmaktadır. Elde edilen sonuçlar, maksimum ekonomik fayda elde etmek için hammaddelerin ne tür bir işleme tabi tutulacağını belirlemeye yardımcı olacaktır.

Nadir toprak metallerinin elde edilmesi birkaç aşamaya ayrılmaktadır. Her şeyden önce, karmaşık bileşikler bileşen parçalarına ayrıştırılmasıdır. Bunun için termal ayrışma reaksiyonları kullanılır. Daha fazla işleme tabi tutulan iki atomlu metal bileşiklerini seçmenize de izin verilmektedir. En yaygın reaksiyon, klorür veya florürün daha aktif bir metalle (kalsiyum, sodyum, lityum) indirgenmesidir. Ayrıca elektroliz, iyon kromatografisi veya ekstraksiyon prosedürünü kullanılmaktadır.

Nadir toprak metallerinin kullanımı birçok endüstriyi kapsamaktadır. Cam üretiminde camın şeffaflığını artırmak için lantan, seryum, praseodimyum ve neodimyum oksitleri kullanılmaktadır. Ayrıca bu gruptaki metallerin yardımıyla ısıya dayanıklı ve aside dayanıklı camlar yapılabilmektedir. Nadir toprak elementleri, boya ve vernik endüstrisinde kullanılan pigmentlerin bir parçasıdır. Otomotiv endüstrisinde, hibrit otomobiller için pil üretiminde lantan kullanılmaktadır.

Orduda patlayıcı yapmak için maddeler de kullanılmaktadır. Neodim, samaryum, itriyum, öropyum ve erbiyum alaşımları temelinde, ağır hizmet tipi kalıcı mıknatıslar üretilmektedir. Nadir toprak elementlerine, bazı alaşım türlerine gerekli özellikleri kazandırmak için katkı maddesi olarak eklenir. Özellikle bu metaller malzemeye ısı direnci ve korozyona karşı daha fazla koruma sağlayacaktır. Saf hallerinde ise, yüksek maliyetleri nedeniyle pratik olarak kullanılmazlar.

Nadir toprak metalleri listesi