What's Rare Earth Minerals - ¿Para qué se utilizan las tierras raras?

¿Cuántos elementos de tierras raras hay?

Elementos de tierras raras es el nombre general del grupo de los lantánidos de tierras raras, que contiene 17 elementos, entre ellos escandio (Sc), itrio (Y), lantano (La), cerio (Ce), praseodimio (Pr) neodimio (Nd), prometio (Pm), samario (Sm), europio (Eu), gadolinio (Gd), terbio (Tb), disprosio (Dy), holmio (Ho), erbio (Er), tulio (Tm), iterbio (Yb) y lutecio (Lu). El término "tierras raras" se utiliza desde el siglo XVIII, debido a las limitaciones técnicas, los elementos raros apenas se separaban, el óxido obtenido no se funde, ni es insoluble en agua, su aspecto se asemeja a la "tierra", y se denominó tierra rara.

¿Cuántos tipos de tierras raras hay?

Las tierras raras se dividen en "tierras raras ligeras" y "tierras raras pesadas":
“Tierras raras ligeras" se refieren a SC, Y, La, CE, PR, ND, PM, SM, EU con números atómicos pequeños.
“Elementos pesados de tierras raras" se refieren a Gd, TB, Dy, Ho, Er, TM, Yb, Lu con números atómicos relativamente grandes.

¿Para qué se utilizan las "tierras raras"?

1. Lantano
El lantano se utiliza ampliamente en materiales piezoeléctricos, materiales electrotérmicos, materiales termoeléctricos, materiales de magnetorresistencia, materiales luminiscentes, materiales de almacenamiento de hidrógeno, vidrio óptico, materiales láser, todo tipo de materiales de aleación, etc. También se utiliza como catalizador para la preparación de muchos productos químicos orgánicos, películas agrícolas de conversión de luz.

2. Cerio
Como aditivo del vidrio, el cerio puede absorber los rayos ultravioleta e infrarrojos, por lo que se ha utilizado ampliamente en el vidrio de los automóviles. No sólo puede evitar los rayos ultravioleta, sino que también puede reducir la temperatura en el coche, ahorrando así electricidad para el aire acondicionado.

En la actualidad, el cerio se utiliza como catalizador para depurar los gases de escape de los automóviles. Estados Unidos representa un tercio del consumo de tierras raras en esta aplicación.

El sulfuro de cerio puede sustituir al plomo, el cadmio y otros metales nocivos para el medio ambiente y el ser humano para su uso en pigmentos.

El cerio se utiliza en una amplia gama de campos, incluidas casi todas las aplicaciones de las tierras raras. Por ejemplo, polvo de pulido, material termoeléctrico, electrodo de tungsteno de cerio, cerámica piezoeléctrica, catalizador de gasolina, aleaciones de acero y metales no ferrosos, etc.
https://www.theseus.fi/bitstream/handle/10024/105572/Ider_Kadir.pdf;jsessionid=5D68D19F59E4D7871152EA4B0E2961D3?sequence=1

3. Praseodimio
El praseodimio se utiliza principalmente en vidrio, cerámica y materiales magnéticos.
Se mezcla con un esmalte cerámico para obtener un esmalte coloreado que tiene un color puro y elegante.

Para fabricar imanes permanentes, se utiliza el metal barato praseodimio-neodimio para sustituir al metal de neodimio puro para fabricar el material magnético permanente, su rendimiento antioxígeno y su rendimiento mecánico se mejoran de forma evidente, se puede procesar en diversas formas de imanes. Ampliamente utilizado en todo tipo de dispositivos electrónicos y motores.
C. Se utiliza para el craqueo catalítico del petróleo, el pulido abrasivo, aplicaciones de fibra óptica, etc.

4. Neodimio
El mayor usuario del metal neodimio es el material magnético permanente neodimio-hierro-boro. La aparición del imán permanente nd-fe-b ha inyectado nueva vitalidad y vigor al campo de la alta tecnología de tierras raras. El neodimio también se utiliza en materiales de metales no ferrosos. La adición de neodimio 1,5 ~ 2,5% a aleaciones de magnesio o aluminio puede mejorar las propiedades a altas temperaturas, la estanqueidad a los gases y la resistencia a la corrosión de las aleaciones, y se utiliza ampliamente como material aeroespacial. Además, el neodimio también tiene gran influencia en la medicina, el vidrio, la cerámica y los productos de caucho.

5. Promethium
El prometio es un elemento radiactivo artificial procedente de un reactor nuclear. Los principales usos del prometio son (1) como fuente de calor. Para proporcionar energía auxiliar para la detección de vacío y satélites. (2) El PM 147 emite radiación de baja energía para fabricar baterías de prometio.

6. Samario
El samario es la materia prima para fabricar imanes permanentes de samario-cobalto. Los imanes de samario-cobalto son los primeros imanes de tierras raras que se utilizan en la industria.

7. Europio
El óxido de europio se utiliza sobre todo en fósforos.

8. Gadolinio
A. Su complejo paramagnético soluble en agua puede mejorar la señal de resonancia magnética del cuerpo humano en el campo médico.
B. Su óxido de azufre puede utilizarse como rejilla matriz del tubo de osciloscopio de brillo especial y de la pantalla de rayos X.
C. El gadolinio en Gadolinium gallium Garnet es un sustrato único ideal para la memoria de burbujas.
D. Sin el límite del ciclo de Camot, puede utilizarse como medio de refrigeración magnético de estado sólido.
E. Se utiliza como inhibidor del nivel de reacción en cadena para controlar las centrales nucleares a fin de garantizar la seguridad de las reacciones nucleares.
F. Se utiliza como aditivo para los imanes de cobalto samario para garantizar que las propiedades no cambien con la temperatura. Además, el óxido de gadolinio se utiliza con el lantano para mejorar la estabilidad térmica del vidrio.

9. Terbio
El elemento de terbio se utiliza principalmente como activador de polvo verde en polvo fluorescente, material de almacenamiento magneto-óptico, vidrio magneto-óptico, sonar, mecanismo regulador de telescopio espacial y regulador de ala de avión y otras aplicaciones.

10. Disprosio
El disprosio desempeña un papel importante en muchos campos de la alta tecnología, como aditivos para imanes permanentes NdFeB, activadores de fósforo, materiales metálicos necesarios para aleaciones Terfenol, materiales de almacenamiento magneto-óptico, absorbedores de neutrones, etc.

11. Holmium
El holmio se utiliza como aditivo en las lámparas de halogenuros metálicos, en el granate de itrio-hierro o itrio-aluminio, en la comunicación por fibra óptica y en medicina.

12. Erbio
Las propiedades ópticas del erbio son tan excepcionales que los investigadores le han prestado mucha atención. La emisión de luz ER3+ a 1550 nm reviste una importancia especial. El rápido desarrollo de la comunicación por fibra óptica abrirá nuevos campos de aplicación para ER3 +.

13. Thulium
El tulio puede utilizarse como fuente de radiación para máquinas portátiles de rayos X médicos, y también puede aplicarse en el diagnóstico clínico y el tratamiento de tumores, reduciendo la radiación y el daño de los rayos X a los seres humanos, lo que tiene un importante significado práctico en las aplicaciones médicas.

14. Iterbio
Estudiosos japoneses han preparado con éxito un láser de guía de ondas de granate de galio de iterbio-gadolinio incrustado, de gran importancia para el futuro desarrollo de la tecnología láser. El iterbio también se utiliza como activador de fósforo, radiocerámica, aditivo de elementos de memoria de ordenador, fundente de fibra de vidrio y aditivo de vidrio óptico.

15. Lutecio
El lutecio se utiliza principalmente para
A. Materias primas para la memoria de burbujas.
B. Fabricación de aleaciones especiales;
C. El nucleido estable de lutecio desempeña un papel catalítico en el craqueo, la alquilación, la hidrogenación y la polimerización del petróleo.
D. Se utiliza como adición al hierro itrio o al granate de aluminio itrio para mejorar algunas propiedades.
E. Utilizado en la tecnología de células energéticas y como activador del fósforo.
F. Se ha descubierto que el lutecio tiene aplicaciones potenciales en la visualización electrocrómica y los semiconductores moleculares de baja dimensión.

16. Itrio
Añadir itrio al acero y a las aleaciones no ferrosas puede mejorar notablemente el rendimiento. Las aleaciones que contienen itrio, con un alto contenido de itrio de hasta 90%, pueden utilizarse en la industria aeroespacial y otras aplicaciones que requieren baja densidad y alto punto de fusión. Además, el itrio también se utiliza como material de revestimiento resistente a altas temperaturas, diluyente para el combustible de reactores nucleares, aditivo para materiales magnéticos permanentes y getter en la industria electrónica.

17. Escandio
En la industria electrónica, el escandio puede utilizarse como dispositivo semiconductor; en la industria química, como agente deshidrogenador y deshidratante de alcoholes, para producir etileno y para producir cloro a partir de residuos de ácido clorhídrico. En la industria del vidrio, es posible fabricar vidrios especiales que contienen escandio. En la industria de las fuentes de luz eléctrica, la lámpara de sodio fabricada con escandio y sodio tiene las ventajas de una alta eficiencia y un color positivo. En medicina, el 46Sc se utiliza para curar el cáncer.

Los metales de tierras raras se han utilizado ampliamente en electrónica, petroquímica, metalurgia, maquinaria, energía, industria ligera, protección del medio ambiente, agricultura y otros campos. Las tierras raras pueden utilizarse para producir materiales fluorescentes, materiales para baterías de hidruros de tierras raras, materiales para fuentes de luz eléctrica, materiales magnéticos permanentes, materiales de almacenamiento de hidrógeno, materiales catalíticos, materiales cerámicos de precisión, materiales láser, materiales de clasificación de superconductores, materiales magnetostrictivos, materiales de refrigeración magnéticos, materiales de almacenamiento magneto-ópticos, materiales de fibra óptica, etc.

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