Редкоземельные элементы — только факты

Время на прочтение: 4 минут(ы)

Редкоземельные элементы критически важны для современных технологий, делая их чрезвычайно ценными ресурсами. Производители зависят от редкоземельных металлов при создании смартфонов, электромобилей и компонентов возобновляемой энергетики.

Несмотря на название, редкоземельные элементы не так уж и редки, однако их добыча и переработка представляют значительные трудности, заставляя правительства искать пути увеличения производственных мощностей. Контроль над этими элементами обеспечит значительную политическую власть, поэтому Китай, США и другие производители активно соревнуются за удовлетворение растущего спроса на редкие металлы.

Что такое редкоземельные элементы?

Редкоземельный элемент — один из 17 металлических веществ, включённых в периодическую таблицу Менделеева. Несмотря на своё название, они не являются настолько уж редкими. Сложность состоит именно в их извлечении.

Список состоит из 17 редкоземельных элементов:

1. Лантан
2. Церий
3. Празеодим
4. Неодим
5. Прометий
6. Самарий
7. Европий
8. Гадолиний
9. Тербий
10. Диспрозий
11. Гольмий
12. Эрбий
13. Тулий
14. Иттербий
15. Лютеций
16. Скандий
17. Иттрий

Свойства, делающие редкоземельные минералы уникальными

Эти минералы обладают особыми физическими и химическими свойствами, благодаря которым они крайне полезны для промышленности:

Магнетизм: Неодим, самарий и диспрозий имеют мощные магнитные свойства. Например, неодимовый магнит способен хранить примерно в 18 раз больше энергии, чем аналогичный железный магнит такого же размера. Когда эти материалы комбинируются с другими металлами, они сохраняют свою силу и приобретают долговечность.

Электрические свойства: Некоторые редкоземельные минералы отличаются высокой электропроводностью, позволяя свободно перемещаться электрическим токам. Это свойство играет ключевую роль в производстве электроники, поскольку высокая проводимость обеспечивает эффективное преобразование и хранение энергии.

Люминесценция: Люминесцентные вещества излучают свет при воздействии электромагнитного излучения. Такие элементы, как эрбий и иттрий, люминесцентны, что делает их незаменимыми при изготовлении осветительных приборов и лазеров.

Основные области применения редкоземельных элементов

Производители используют редкоземельные элементы для различных целей:

Электроника: Благодаря своим люминесцентным свойствам некоторые редкоземельные элементы используются для производства фосфоресцирующих материалов, применяемых в цифровых табло, смартфонах и телевизорах. Редкоземельные элементы также присутствуют в жёстких дисках, цифровых камерах и светодиодных лампах.

Оборона, авиация и космос: Магниты из редкоземельных элементов находят применение в лазерных установках, подводных лодках, беспилотниках и военных самолётах, играя важную роль в оборонной и авиационной отраслях.

Возобновляемая энергетика: Многие ветряные турбины содержат магниты, изготовленные из железа, бора и неодима. Для повышения прочности магнита добавляют празеодим и неодим, а тербий и диспрозий снижают риск размагничивания. Эти элементы также применяются при производстве солнечных панелей и электрических автомобилей.

Медицинская техника: Редкоземельные элементы содержатся в медицинском оборудовании, антиопухолевых препаратах и лекарствах, используемых при диализе почек. Гадолиний применяется в качестве контрастирующего материала в МРТ и КТ сканировании.

Где добываются редкоземельные элементы

Хотя Китай, США и Мьянма входят в тройку крупнейших производителей редкоземельных элементов, Китай обладает значительным преимуществом. Страна добывает около 270 тысяч тонн редкоземельных элементов ежегодно, тогда как США производят всего лишь 45 тысяч тонн, а Мьянма — 31 тысячу тонн.

Другие страны с крупными запасами редкоземельных элементов включают:

• Австралию
• Нигерию
• Таиланд
• Россию
• Мадагаскар
• Индию

Редкоземельные металлы часто встречаются в минералах, таких как ксенотим, бастнезит, лопарит и монацит. Запасы небольших объёмов распределены по всему миру, затрудняя добычу необходимого количества для нужд индустрии.

Экологические и геополитические проблемы

Добыча и обработка редкоземельных элементов оказывают значительное воздействие на окружающую среду. Основные экологические проблемы включают:

Загрязнение воды.
Добыча и очистка требуют огромного объёма воды, а токсичные химические вещества могут попадать в почву, загрязняя местные водоносные горизонты. Радиоактивные элементы, такие как радий и торий, также способствуют загрязнению водных ресурсов.

Нарушение экосистем.
Горнодобывающая деятельность разрушает места обитания животных и растений, приводя к снижению биоразнообразия. Уничтожение растительного покрова и верхнего слоя почвы увеличивает риски эрозии почв.

Загрязнение воздуха.
Открытые горные выработки иногда приводят к выбросам вредных частиц и химических соединений в атмосферу. Обрабатывающие предприятия могут выделять радиоактивные элементы и тяжёлые металлы, создавая угрозу здоровью местного населения.

Выбросы парниковых газов.
Добыча и переработка связаны с увеличением выбросов парниковых газов, способствующих глобальному потеплению планеты.

Горнорудное производство и переработка редкоземельных элементов влияют на управление цепочками поставок и международные отношения. Поскольку Китай значительно опережает остальные государства по объёмам переработки, существует вероятность возникновения дефицита, препятствующего доступу производителей к необходимым ресурсам.

Китай контролирует отрасль добычи редкоземельных элементов, что создаёт возможность введения экспортных ограничений в условиях нарастания международной напряжённости. Другие страны отвечают усилением собственных усилий по разработке месторождений и переработке редкоземельных металлов.

Например, США рассматривают редкоземельные элементы как стратегический ресурс национальной обороны. Федеральное правительство выделяет финансирование на проекты, направленные на увеличение добычи, ускоряя процесс выдачи разрешений, чтобы избежать задержек, мешающих своевременному производству достаточного количества редкоземельных минералов.

Из-за высоких цен на редкоземельные элементы многие страны изучают возможности вторичной переработки этих элементов или замены их альтернативными материалами.

Перспективы развития отрасли

Для минимизации негативного воздействия на природу некоторые компании внедряют устойчивые методы добычи. Эти подходы направлены на сокращение отходов и повышение селективности процесса извлечения, что потенциально позволяет предотвратить эрозию почвы, загрязнение воздуха и вод.

Редкоземельные элементы остаются ключевыми компонентами революционных изменений в технологической сфере и переходе к экологически чистой энергетике. Компании и национальные правительства стремятся поддерживать стабильное предложение путём утилизации отходов и повторного использования этих ценных ресурсов.

Другие статьи рубрики только факты

Какова продолжительность жизни в мире

---

Использованы материалы:
https://rareearths.com/
https://lynasrareearths.com/about-us/what-are-rare-earths/
http://basemine.ru/01/zavisimost-mirovogo-rynka-redkozemelnyh-metallov-ot-kitaya/

♯ только факты