Qu'est-ce qu'un minéral de terre rare ? À quoi servent les terres rares ?

Combien y a-t-il de terres rares ?

Éléments des terres rares est le nom général du groupe des terres rares lanthanides, qui contient 17 éléments dont le scandium (Sc), l'yttrium (Y), le lanthane (La), le cérium (Ce), le praséodyme (Pr), le néodyme (Nd), le prométhium (Pm), le samarium (Sm), l'europium (Eu), le gadolinium (Gd), le terbium (Tb), le dysprosium (Dy), l'holmium (Ho), l'erbium (Er), le thulium (Tm), l'ytterbium (Yb), le lutécium (Lu). Le terme "terre rare" est utilisé depuis le 18ème siècle, en raison de contraintes techniques, les éléments rares étaient difficilement séparés, l'oxyde obtenu ne fond pas, il n'est pas non plus insoluble dans l'eau, son aspect ressemble à de la "terre", et on l'a appelé terre rare.

Combien de types de terres rares ?

Les éléments de terres rares sont divisés en "éléments de terres rares légers" et "éléments de terres rares lourds" :
“Terre rare légère"se réfère à SC, Y, La, CE, PR, ND, PM, SM, EU avec de petits numéros atomiques.
“Éléments lourds de terres rares"se réfèrent à Gd, TB, Dy, Ho, Er, TM, Yb, Lu avec des numéros atomiques relativement importants.

À quoi servent les "terres rares" ?

1. Lanthane
Le lanthane est largement utilisé dans les matériaux piézoélectriques, les matériaux électrothermiques, les matériaux thermoélectriques, les matériaux de magnétorésistance, les matériaux luminescents, les matériaux de stockage de l'hydrogène, le verre optique, les matériaux laser, toutes sortes de matériaux d'alliage, etc. Il est également utilisé comme catalyseur pour la préparation de nombreux produits chimiques organiques, de films agricoles pour la conversion de la lumière.

2. Cérium
En tant qu'additif pour le verre, le cérium peut absorber les rayons ultraviolets et infrarouges, il a été largement utilisé dans le verre automobile. Il peut non seulement prévenir les rayons ultraviolets, mais aussi réduire la température dans la voiture, ce qui permet d'économiser l'électricité nécessaire à la climatisation.

Le cérium est maintenant utilisé comme catalyseur pour purifier les gaz d'échappement des automobiles, empêchant ainsi un grand nombre de gaz d'échappement d'être rejetés dans l'air. Les États-Unis représentent un tiers de la consommation de terres rares pour cette application.

Le sulfure de cérium peut remplacer le plomb, le cadmium et d'autres métaux nocifs pour l'environnement et les êtres humains dans les pigments.

Le cérium est utilisé dans un large éventail de domaines, y compris dans presque toutes les applications des terres rares. Il est notamment utilisé comme poudre de polissage, matériau thermoélectrique, électrode de tungstène au cérium, céramique piézoélectrique, catalyseur pour l'essence, acier allié et métal non ferreux, etc.
https://www.theseus.fi/bitstream/handle/10024/105572/Ider_Kadir.pdf;jsessionid=5D68D19F59E4D7871152EA4B0E2961D3?sequence=1

3. Praséodyme
Le praséodyme est principalement utilisé dans le verre, les céramiques et les matériaux magnétiques.
Mélangé à une glaçure céramique, il donne une glaçure colorée d'une couleur pure et élégante.

Pour la fabrication d'aimants permanents, l'utilisation du métal praséodyme-néodyme bon marché pour remplacer le métal néodyme pur pour fabriquer le matériau magnétique permanent, sa performance anti-oxygène et sa performance mécanique sont nettement améliorées, et il peut être transformé en diverses formes d'aimants. Largement utilisé dans toutes sortes d'appareils électroniques et de moteurs.
C. Utilisé pour le craquage catalytique du pétrole, le polissage abrasif, les applications de fibres optiques, etc.

4. Néodyme
Le plus grand utilisateur du métal néodyme est le matériau de l'aimant permanent néodyme-fer-bore. L'apparition de l'aimant permanent nd-fe-b a insufflé une nouvelle vitalité et une nouvelle vigueur dans le domaine de la haute technologie des terres rares. Le néodyme est également utilisé dans les matériaux métalliques non ferreux. L'ajout de 1,5 ~ 2,5% de néodyme aux alliages de magnésium ou d'aluminium peut améliorer les propriétés à haute température, l'étanchéité au gaz et la résistance à la corrosion des alliages, et est largement utilisé comme matériaux aérospatiaux. En outre, le néodyme a également une grande influence sur la médecine, le verre, la céramique et les produits en caoutchouc.

5. Prométhium
Le prométhium est un élément radioactif artificiel provenant d'un réacteur nucléaire. Les principales utilisations du prométhium sont les suivantes : (1) comme source de chaleur. Fournir de l'énergie auxiliaire pour les détecteurs à vide et les satellites. (2) La PM 147 émet des radiations de faible énergie pour fabriquer des piles au prométhium.

6. Samarium
Le samarium est la matière première utilisée pour fabriquer les aimants permanents en samarium-cobalt. Les aimants en samarium-cobalt sont les premiers aimants en terres rares à être utilisés dans l'industrie.

7. Europium
L'oxyde d'europium est principalement utilisé dans les luminophores.

8. Gadolinium
A. Son complexe paramagnétique soluble dans l'eau peut améliorer le signal d'imagerie par résonance magnétique du corps humain dans le domaine médical.
B. Son oxyde de soufre peut être utilisé comme grille matricielle du tube d'oscilloscope à luminosité spéciale et de l'écran à rayons X.
C. Le gadolinium dans le grenat de gadolinium et de gallium est un substrat unique idéal pour la mémoire à bulles.
D. Sans la limite du cycle de Camot, peut être utilisé comme moyen de refroidissement magnétique à l'état solide.
E. Utilisé comme inhibiteur de niveau de réaction en chaîne pour contrôler les centrales nucléaires afin de garantir la sécurité des réactions nucléaires.
F. Utilisé comme additif pour les aimants en samarium-cobalt afin de garantir que les propriétés ne changent pas avec la température. En outre, l'oxyde de gadolinium est utilisé avec le lanthane pour améliorer la stabilité thermique du verre.

9. Terbium
L'élément terbium est principalement utilisé comme activateur de la poudre verte dans la poudre fluorescente, le matériau de stockage magnéto-optique, le verre magnéto-optique, le sonar, le mécanisme de régulation du télescope spatial et le régulateur de l'aile de l'avion, etc.

10. Dysprosium
Le dysprosium joue un rôle important dans de nombreux domaines de haute technologie, tels que les additifs pour les aimants permanents NdFeB, les activateurs de phosphore, les matériaux métalliques nécessaires pour les alliages Terfenol, les matériaux de stockage magnéto-optique, les absorbeurs de neutrons, etc.

11. Holmium
L'holmium est utilisé comme additif dans les lampes aux halogénures métalliques, dans le grenat d'yttrium-fer ou d'yttrium-aluminium, dans les communications par fibre optique et en médecine.

12. Erbium
Les propriétés optiques de l'erbium sont si exceptionnelles que les chercheurs lui ont accordé une grande attention. L'émission de lumière ER3 + à 1550 nm est particulièrement importante. Le développement rapide de la communication par fibre optique ouvrira de nouveaux champs d'application pour ER3 +.

13. Thulium
Le thulium peut être utilisé comme source de rayonnement pour les appareils médicaux portables à rayons X, et peut également être appliqué au diagnostic clinique et au traitement des tumeurs, en réduisant le rayonnement et la nocivité des rayons X pour l'homme, ce qui a une grande importance pratique dans les applications médicales.

14. Ytterbium
Des chercheurs japonais ont réussi à préparer un laser à guide d'ondes à lignes intégrées à base de grenat de gallium et d'ytterbium, ce qui est d'une grande importance pour le développement futur de la technologie laser. L'ytterbium est également utilisé comme activateur de phosphore, céramique radio, additif d'élément de mémoire d'ordinateur, flux de fibre de verre et additif de verre optique.

15. Lutétium
Le lutécium est principalement utilisé pour
A. Matières premières pour la mémoire à bulles.
B. Fabrication d'alliages spéciaux ;
C. Le nucléide stable de lutécium joue un rôle catalytique dans le craquage du pétrole, l'alkylation, l'hydrogénation et la polymérisation.
D. Utilisé comme ajout au grenat d'yttrium-fer ou d'yttrium-aluminium pour améliorer certaines propriétés.
E. Utilisé dans la technologie des cellules énergétiques et comme activateur de phosphore.
F. On a découvert que le lutécium avait des applications potentielles dans l'affichage électrochrome et les semi-conducteurs moléculaires de faible dimension.

16. Yttrium
L'ajout d'yttrium à l'acier et aux alliages non ferreux peut améliorer considérablement les performances. Les alliages contenant de l'yttrium avec une teneur élevée en yttrium (jusqu'à 90%) peuvent être utilisés dans l'aérospatiale et d'autres applications nécessitant une faible densité et un point de fusion élevé. En outre, l'yttrium est également utilisé comme matériau de revêtement résistant aux hautes températures, comme diluant pour le combustible des réacteurs nucléaires, comme additif pour les matériaux magnétiques permanents, et comme getter dans l'industrie électronique.

17. Scandium
Dans l'industrie électronique, le scandium peut être utilisé comme dispositif semi-conducteur, dans l'industrie chimique, comme agent de déshydrogénation et de déshydratation de l'alcool, pour produire de l'éthylène et pour produire du chlore à partir d'acide chlorhydrique usagé. Dans l'industrie du verre, il est possible de fabriquer des verres spéciaux contenant du scandium. Dans l'industrie des sources de lumière électrique, les lampes à sodium composées de scandium et de sodium présentent les avantages d'un rendement élevé et d'une couleur positive. En médecine, le 46Sc est utilisé pour guérir le cancer.

Les métaux des terres rares ont été largement utilisés dans l'électronique, la pétrochimie, la métallurgie, les machines, l'énergie, l'industrie légère, la protection de l'environnement, l'agriculture et d'autres domaines. Les terres rares peuvent être utilisées pour produire des matériaux fluorescents, des matériaux pour batteries à hydrure de terre rare, des matériaux pour sources de lumière électrique, des matériaux magnétiques permanents, des matériaux de stockage de l'hydrogène, des matériaux catalytiques, des matériaux céramiques de précision, des matériaux laser, des matériaux de classification des supraconducteurs, des matériaux magnétostrictifs, des matériaux de réfrigération magnétique, des matériaux de stockage magnéto-optique, des matériaux pour fibres optiques, etc.

Liens connexes :
Principales réserves minérales de terres rares par pays 2019
Vous êtes confronté à un problème de traitement des minerais ? Nous sommes là pour vous aider - JXSC équipe de la connaissance - fournisseur d'équipements et de solutions pour l'exploitation minière.