Ce sunt metalele rare
Pentru metalele rare, de regulă, se includ 34 de elemente chimice ale sistemului periodic al DI Mendeleev (Figura 1), care au devenit pe scară largă adoptate de industrie numai în anii 50-60 ai secolului XX.
Fig. 1. Elementele chimice, numite metale rare în Sistemul Periodic al DI Mendeleev (seleniu și telur sunt nemetalice rare)
Grupul de metale rare include, de asemenea, lantanide (14 elemente) - metale pământuri rare (REM). Multe dintre aceste metale au fost descoperite abia în secolul al XVIII-lea, și reniu, galiu, hafniu, germaniu, scandiu găsit, în conformitate cu predicția Mendeleev, după dezvoltarea sistemului periodic, și hafniu și reniu sunt deschise, respectiv, numai în 1923 și 1925. Spre deosebire de negri, a fost studiat în principal în secolul XX și primul prezentat obiecte exclusive, metale exotice, neferoase și prețioase cunoscute omenirii de mii de ani, formațiuni naturale de metale rare, cum ar fi minerale și depozite. De aici a apărut termenul "metale rare", deși conform conceptelor moderne acest concept este foarte condiționat. Există mai mult un omagiu față de tradiția istorică decât criteriile fizico-chimice sau prevalența redusă în natură.
De regulă, metalele rare sunt materiale de înaltă tehnologie, moderne și viitoare. Cercetarea modernă deschide noi proprietăți ale metalelor rare și noi oportunități pentru utilizarea lor practică. Și dacă la începutul dezvoltării industriei are domeniul său principal de tehnologie de apărare, acum multe metale rare utilizate în producția de cele mai comune bunuri de larg consum, containere de ambalare, obiecte sanitare si gresie, baterii pentru dispozitive electronice, și multe altele. Rata de creștere a producției și a consumului de metale rare, toate celelalte metale outperform industriale, iar în unele zone de creștere a cererii pentru acestea a crescut cu 15-40% pe an. Gradul de utilizare industrială într-o mare măsură depinde de valoarea de metale rare, gama de prețuri, care este foarte mare - de la aproape de plumb și zinc cadmiu înainte de a aborda de aur și grupa platinei metale pentru lutețiu și scandiu și mai multe lor sintetice nou (organometalici și etc.) a compușilor (Tabelul 1). Consumul mondial al unor metale rare și compușii lor sunt, de asemenea, multe diferit - de la câteva kilograme la rubidiu tone la sute de mii de zirconiu (figura 2).
De fapt, fiecare metal rar individ, dar în același timp, este posibil să se aloce un grup de metale care sunt legate și în multe proprietăți frecvent întâlnite în natură împreună: Nb și Ta, Rb și Cs, Zr și Hf, Se și Te. Metalele rare ale pământului (lantanide și ytriu) au, de asemenea, proprietăți foarte asemănătoare, care se găsesc întotdeauna împreună, dar în proporții diferite.
Este important de remarcat faptul că marketingul (piețele internaționale și interne) producția de metale rare are propriile sale specifice, teza întâi format, și apoi există o cerere, dar cel mai adesea în economiile moderne ale lumii, există o lipsă lor de producție și de consum, asociat cu distribuția inegală a resurselor minerale de metale rare Pământ și cu o creștere semnificativă a ratelor de creștere a consumului lor în noul mileniu. Nu toate țările în curs de dezvoltare au cel puțin resurse naturale nesemnificative de metale rare și rare. În lume, mai ales în secolul XXI, este și va continua să o luptă fără compromisuri pentru resursele de metale rare, capacitatea de a avea o poziție de lider în modelele lor de producție și de consum. Nu trebuie uitat faptul că aproape toate metalele rare au cea mai importantă importanță strategică pentru economiile de frunte ale lumii. Sper să achiziționeze produse din metal rare în străinătate (în liderii contemporani de producție) nu este justificată și, în esență greșită, mai ales în țara noastră, ca Rusia are o sursă unică bogată de metale de pământuri rare aproape toate. Dezvoltarea accelerată a mai multor depozite interne mari de metal și, uneori, unice și rare, pe Peninsula Kola, Karelia, Urali, Siberia de Est și Orientul Îndepărtat ar trebui să fie un obiecte miniere descoperire, rudopererabatyvayuschey și industria chimică în economia de inovare. Tomtor complex de fosfor-titan-niobiu-scandiu-ytriu-rare mina pământ în nord-vestul Yakutia cu conținut mineral unic, rezervele sale de echilibru și a resurselor este liderul de necontestat printre obiecte de resurse și necesită o dezvoltare urgentă.
2 miliarde de tone) pot asigura funcționarea minelor de sute de ani înainte.
Prețurile produselor din elemente individuale de pământuri rare, ytriu și scandiu, în dolari pe kg
48 000-19 4000
Note: (1 - ratele de diferență de puritate produs (99%, 99,9%, 99,99%); (2 - compoziția compușilor (carbonați, acetați, bromuri, nitrați, cloruri, sulfați, izopropoxizii etc.). Prețurile pentru compușii sintetici (organo-metalici) ai REM, tris și alții sunt indicați în paranteze.
Cum arată studiile de marketing ale principalelor metale rare și rare din depozitul Tomtor?
Tomtor - a mea, deși complexă, dar este unic ca depozit de scandiu, care poate oferi o parte semnificativă (90%) din producția mondială a acestui metal următorii 20-30 de ani, iar în prețul valorii recuperabile a componentelor utile contului. Burannych veniturile din extracția de scandiu pot face mai mult de 35% în loc de calculat 19%.
Perspectivele utilizării ytriului în industrie sunt atât de largi încât pot fi scrise despre o broșură separată. Aici ne limităm la o scurtă enumerare a principalelor aplicații cu exemple individuale. Ytriu - un metal cu proprietăți unice, iar aceste proprietăți sunt determinate în mare măsură de o utilizare foarte largă în industria de azi, și utilizarea în mod evident, chiar mai răspândită în viitorul apropiat. De exemplu, rezistența la tracțiune a ytriu pur nedopată este una dintre cele mai mari între metale (circa 30 kg / mm2). O calitate foarte importantă atât ytriu metalic și aliaje ale acestora, este faptul că, fiind activ chimic, prin încălzire în aer este acoperit cu o peliculă de oxid și nitrură, protejând-o de oxidare în continuare la t ° = 10 000 ° C. Cele mai promițătoare domenii de aplicare sunt ytriu industria aerospațială aliaj, echipamente de putere nucleară, automobile. Foarte important este faptul că ytriu și unele dintre aliajele sale nu reacționează cu uraniu topit și plutoniu, iar acest lucru permite utilizarea lor într-o fază de gaz motor rachetă nucleară. Prin adăugarea de aliaje de nichel rezistent la căldură ytriu cu crom (nicrom) a crescut semnificativ temperatura de funcționare a firelor de încălzire și a benzilor, care permite o creștere de 3-4 ori a duratei de funcționare a dispozitivelor de încălzire, care este de mare importanță economică. Un aliaj magnetic promitator, neodimiu-ytriu-cobalt, este studiat extensiv. Pulverizarea (plasma și detonarea) ytriu la detaliile motorului cu ardere internă crește rezistența la uzură a pieselor în 400-500 ori mai mare comparativ cu tratamentul cromatul.
metale pământuri rare (REM) sunt împărțite în două grupe: așa-numita ytriu (REM grele), inclusiv gadoliniu, terbiu, disprosiu, holmiu, erbiu, tuliu, iterbiu și lutețiu și ceriu (plămân REM) - lantan, ceriu, praseodim, neodim, promethium, samarium și europium. Un total de 15 elemente, domeniul de producere a acestora este destul de largă în crusta: 0,003% în greutate lantan la 0,00008% din tuliu și lutețiu. La raporturi de depozit Tomtor ale concentrațiilor de metale de pământuri rare în minereuri ajunge la sute, și uneori primul (2-3) de o mie de ori (p100, P1000) - aceasta este cea mai mare concentrație RH M raporturi pe zăcămintele cunoscute din lume.
Având în vedere situația actuală și prognoza dezvoltării piețelor rusești și mondiale ale metalelor pământurilor rare, se poate lua cunoștință în raportul Academiei de Piețe Industriale din cadrul "Pieței mondiale și rusești de metale pământuri rare".
Alexander Samonov,
Cercetător principal
IGEM RAS,
candidat al științelor geologice și mineralogice,
director general
NP "Agenția REBS-CCI"
privind operațiunile cu metale rare și rare ale pământurilor rare "
Helium Melentiev,
Cercetător principal
SRC "Ecologie și tehnologia energetică industrială"
OIVT RAS,
candidat al științelor geologice și mineralogice,
membru cu drepturi depline al MAMP