Rare earths (REE): semua yang perlu Anda ketahui tentang emas baru abad ke-21

Isaac

10 menit

tanah jarang

Di dunia yang semakin bergantung pada teknologi, unsur-unsur yang disebut tanah jarang Mineral-mineral tersebut telah muncul sebagai mineral penting, “emas” baru di abad ke-21, dan telah menjadi sumber konflik antar negara, dan akan terus berlanjut. Terlepas dari namanya, unsur-unsur ini sangatlah penting, dan di sini Anda dapat mempelajari mengapa unsur-unsur tersebut sangat penting, dan apa saja unsur-unsur REE (Rare Earth Elements) tersebut.

¿Apa sajakah tanah langka itu?

tanah jarang

itu tanah jarang, dalam bahasa Inggris REE (Rare-Earth Elements), Mereka adalah sekumpulan mineral yang 15 unsurnya melimpah dalam tabel periodik, yang dikenal sebagai deret lantanida. Elemen-elemen ini sangat penting bagi teknologi yang berupaya mengurangi emisi, konsumsi energi, dan meningkatkan efisiensi, kinerja, kecepatan, daya tahan, dan stabilitas termal. Mereka juga merupakan komponen kunci dalam teknologi yang berupaya menjadikan produk lebih ringan dan lebih kecil. Oleh karena itu, dasar dari teknologi saat ini, maka pentingnya.

Hal ini membuat mereka sangat diperlukan dan tidak tergantikan dalam banyak aplikasi listrik, optik, magnetik dan katalitik, dan karena jumlahnya tidak melimpah, hal ini menyebabkan konflik, perang, dan ketegangan antar negara, seperti yang akan kita lihat nanti. Meskipun unsur tanah jarang relatif melimpah di kerak bumi, karena sifat geokimianya, unsur tersebut biasanya tersebar luas. Artinya, bahan-bahan tersebut jarang ditemukan pada konsentrasi yang memungkinkan untuk ditambang. Kelangkaan inilah yang menyebabkan mereka disebut sebagai tanah jarang.

Antara 17 elemen dari REE adalah:

  1. Skandium (Sc)
  2. Itrium (Y)
  3. Lantanum (Itu)
  4. Cerium (Ce)
  5. Praseodimium (Pr)
  6. Neodimium (Nd)
  7. Prometium (Pm)
  8. Samarium (Sm)
  9. Europium (UE)
  10. Gadolinium (Gd)
  11. Terbium (Tb)
  12. Disprosium (Dy)
  13. Holmium (Ho)
  14. Erbium (Er)
  15. Tulio
  16. Ytterbium (Yb)
  17. Lutetium (Lu)

Sifat tanah jarang

Dalam hal properti Dari tanah jarang, atau lebih tepatnya unsur-unsurnya, perlu disoroti:

  • Sifat magnetik: Neodymium, dysprosium dan samarium dihargai karena sifat magnetiknya. Mereka dapat menyimpan energi magnet dalam jumlah besar, menjadikannya berguna dalam turbin angin, motor listrik, sistem panduan, speaker dan hard drive, dll.
  • Sifat bercahaya: Europium, yttrium, erbium, dan neodymium memiliki sifat luminescent, artinya memancarkan cahaya jika distimulasi oleh radiasi elektromagnetik. Mereka digunakan dalam sumber cahaya yang efisien, tampilan, penguatan sinyal pada jalur serat optik dan laser.
  • sifat listrik: Cerium, lantanum, neodymium, dan praseodymium digunakan dalam baterai nikel-metal hidrida (NiMH) karena sifat kelistrikannya. Mereka memberi baterai kepadatan energi yang lebih tinggi dan kapasitas retensi yang lebih baik setelah banyak siklus pengisian-pengosongan.
  • Sifat katalitik: Cerium dan lantanum digunakan sebagai katalis reaksi kimia karena struktur elektroniknya. Jumlahnya lebih banyak dan lebih murah dibandingkan logam tanah jarang lainnya, menjadikannya pilihan utama untuk aplikasi katalitik.

sejarah

Namun, unsur tanah jarang telah ada sejak terbentuknya bumi. Mereka baru ditemukan pada abad ke-18 oleh letnan tentara Swedia Carl Axel Arrhenius.. Dan isolasi unsur-unsur tanah ini bahkan lebih baru lagi, beberapa di antaranya baru terjadi pada abad ke-20.

Selama 160 tahun penemuannya (1787-1947), the Pemisahan dan pemurnian unsur tanah jarang merupakan proses yang sulit dan panjang. Banyak ilmuwan mengabdikan seluruh hidup mereka untuk memperoleh unsur-unsur murni ini. Terakhir, karena unsur tanah jarang ditemukan sebagai produk fisi atom uranium, Komisi Energi Atom AS berupaya keras mengembangkan metode pemisahan baru. Pada tahun 1947, hasil dipublikasikan menunjukkan bahwa proses pertukaran ion menawarkan cara yang lebih baik untuk memisahkan unsur tanah jarang untuk menghasilkan unsur yang digunakan.

Unsur tanah jarang, kecuali skandium, lebih berat dari besi dan diproduksi oleh nukleosintesis supernova atau melalui proses s pada bintang dari cabang raksasa asimtotik. Di alam, fisi spontan uranium-238 menghasilkan sejumlah kecil prometium radioaktif, namun sebagian besar prometium diproduksi secara sintetis di reaktor nuklir.

Cadangan tanah jarang dunia

cadangan dunia

itu cadangan paling penting dari tanah jarang Di dunia mereka ditemukan di negara-negara berikut:

  • Cina: Ia memiliki cadangan terbesar di dunia, dengan sekitar 44 juta ton. Selain itu, negara ini merupakan penghasil logam tanah jarang terbesar.
  • Vietnam : Ini adalah rumah bagi cadangan tanah jarang yang sangat besar, terutama di sepanjang perbatasan barat laut dengan Tiongkok dan di sepanjang pantai timur, sebanyak 22 juta ton.
  • Brasil dan Rusia: Kedua negara memiliki cadangan sebesar 21MT.
  • India: memiliki cadangan 6,9 juta ton.
  • Australia: memiliki cadangan 4,2 juta ton.
  • AS: Cadangannya mencapai 2,3 juta ton.
  • Tanah penggembalaan: Dihitung sekitar 1,5MT.

Penting untuk disebutkan bahwa, meskipun beberapa negara memiliki cadangan yang besar, produksinya mungkin rendah karena berbagai alasan...

Dan Eropa?

Di Eropa, cadangan tanah jarang sangatlah langka, dan terutama ditemukan di tempat-tempat berikut:

  • Swedia: Tempat ini diyakini memiliki cadangan tanah jarang terbesar di Eropa. Perusahaan pertambangan milik negara Swedia, LKAB, telah mengidentifikasi deposit di dekat kota Kiruna, di bagian utara negara itu, yang mengandung lebih dari satu juta ton tanah jarang.
  • Finlandia dan Portugal: Lokasi eksploitasi juga telah diidentifikasi di negara-negara ini.

Mengenai Spanyol, cadangan tanah jarang diketahui ada, meskipun belum diselidiki secara menyeluruh. Misalnya, Campo de Montiel (Ciudad Real), Monte Galiñeiro (Pontevedra) yang menonjol, dan akhir-akhir ini banyak perbincangan tentang dasar laut dibandingkan dengan hal-hal di Kepulauan Canary. Beberapa dari tempat-tempat ini belum dieksploitasi, dan cagar alam yang ada tidak diketahui. Dalam kasus cagar alam Galicia, eksploitasinya ditolak karena alasan lingkungan, dan dalam kasus Kepulauan Canary, Maroko mempertahankan ketegangan untuk mengambil alih eksploitasi ini.…

Pemrosesan dan pemisahan

pengolahan pertambangan

Tanah jarang diperoleh terutama melalui penambangan terbuka industriDalam beberapa hal, produksi tanah jarang terjadi sebagai produk sampingan dari penambangan besi. Mineral yang mengandung tanah jarang terdapat dalam bentuk oksida, sehingga harus diolah untuk memperoleh unsur-unsur:

  1. Ekstraksi tanah jarang terjadi di tambang terbuka, menggunakan peledakan dan alat berat.
  2. Setelah ekstraksi, mineral dihancurkan atau digiling untuk diproses dengan benar.
  3. Untuk memisahkan bijih menjadi oksida, metode pelindian, pengendapan dan kristalisasi dapat digunakan.
  4. Dengan menggunakan metode fisika-kimia, oksida tanah jarang dimurnikan menjadi logam dengan tingkat kemurnian berbeda.
  5. Paduan logam tanah jarang melalui proses kimia.
  6. Transformasi paduan tanah jarang menjadi komponen yang digunakan dalam aplikasi komersial.

Jenis tanah jarang

bahan galian

Pertama-tama, harus dikatakan bahwa ada tanah jarang ringan dan tanah jarang berat. Yang ringan, atau LREE, lebih melimpah, dan terdiri dari lantanum, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium, dan skandium. Dalam kasus yang berat, atau HREE, biasanya jumlahnya tidak terlalu banyak, dan memiliki konsentrasi gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium dan yttrium.

aplikasi

aplikasi tanah jarang

Terakhir, penting untuk diketahui apa saja potensi penerapannya tanah jarang untuk memahami pentingnya saat ini:

  • Katalis dan magnet: Secara global, sebagian besar unsur tanah jarang digunakan untuk katalis dan magnet berkinerja tinggi (neodymium), serta pembuatan bahan keramik khusus, gelas, dan untuk pemolesan. Misalnya, cerium dan lantanum merupakan katalis penting, dan digunakan dalam penyulingan minyak dan sebagai bahan tambahan diesel. Di sisi lain, ketika kita berbicara tentang magnet, kita tidak hanya mengacu pada magnet konvensional, namun magnet ini juga digunakan untuk aplikasi seperti motor listrik pada kendaraan hibrida dan listrik, generator pada beberapa turbin angin, hard drive, elektronik portabel, mikrofon, dan lain-lain. pembicara.
  • Pembuatan paduan dan produksi sel bahan bakar dan baterai nikel-metal hidrida: Cerium, lantanum, dan neodymium penting dalam pembuatan paduan dan produksi sel bahan bakar serta baterai nikel-logam hidrida.
  • Elektronik: Cerium, galium, dan neodymium penting dalam elektronik dan digunakan dalam produksi layar LCD dan plasma, serat optik dan laser, serta dalam pencitraan medis.
  • Aplikasi medis, pupuk dan pengolahan air: Mereka digunakan sebagai pelacak dalam aplikasi medis, pupuk dan pengolahan air.
  • Pertanian: telah digunakan di bidang pertanian untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman, produktivitas dan ketahanan terhadap stres, tampaknya tanpa efek negatif terhadap konsumsi manusia dan hewan. Selain itu, unsur tanah jarang merupakan bahan tambahan pada pakan ternak, yang mengakibatkan peningkatan produksi, seperti hewan yang lebih besar dan peningkatan produksi telur dan produk susu.
  • lebih: Kegunaannya sangat luas, misalnya juga dapat digunakan untuk penanggalan fosil, karena konsentrasi tanah jarang dalam batuan hanya berubah secara perlahan melalui proses geokimia, sehingga berguna untuk penanggalan. Contoh lainnya adalah:
    • Skandium digunakan untuk membuat lampu berintensitas tinggi dan sebagai bahan pelacak kilang minyak.
    • Yttrium dapat ditambahkan ke banyak paduan logam untuk meningkatkan sifat-sifatnya.
    • Lantanum digunakan sebagai katalis perengkahan minyak bumi dan sebagai aditif untuk membuat besi cor nodular.
    • Cerium dapat digunakan di berbagai industri, mulai dari katalis untuk mengurangi polusi, knalpot kendaraan, untuk produk pembersih dan pigmen.
    • Praseodymium dapat dicampur dengan logam lain untuk membuat magnet bagi perangkat elektronik, tetapi juga sebagai katalis.
    • Neodymium banyak digunakan untuk membuat magnet yang sangat kuat, dengan aplikasi seperti pada industri motor listrik, meskipun juga digunakan untuk kamera, optik dengan laser, dll.
    • Promethium digunakan oleh pengukur ketebalan sebagai sumber beta, juga sebagai baterai pulsa, dapat diubah menjadi sumber sinar-X portabel, dll.
    • Samarium juga digunakan untuk memproduksi magnet permanen berkekuatan tinggi, untuk lensa khusus, dan bahan penyerap neutron untuk reaktor nuklir.
    • Europium adalah logam tanah jarang yang paling reaktif, dan tidak umum digunakan dalam praktik.
    • Gadolinium digunakan dalam pengobatan, untuk pencitraan resonansi magnetik, serta dalam gelombang mikro, televisi berwarna, amplifier, dan sistem audio profesional.
    • Terbium digunakan untuk memalsukan komponen tertentu, membuat perangkat elektronik, dll.
    • Disprosium digunakan dalam paduan magnet berbasis neodymium agar lebih tahan terhadap demagnetisasi pada suhu tinggi. Ini juga digunakan dalam lampu pelepasan halida.
    • Holmium untuk perangkat elektronik, layar plasma, lampu merkuri, dll.
    • Herbium digunakan untuk paduan, amplifier elektronik, laser, dll.
    • Thulium digunakan untuk unit sinar-X, laser jarak tinggi, bahan keramik-magnetik, dll.
    • Ytterbium, umum dalam industri metalurgi untuk paduan dengan besi dan baja, katalis, laser, dan serat optik. Juga dalam kedokteran nuklir untuk mengobati penyakit tertentu dan radioterapi.
    • Lutetium, digunakan sebagai katalis dalam pemecahan hidrokarbon di industri petrokimia, terapi kanker, dll.

Seperti yang Anda lihat, ini penting bagi industri elektronik, khususnya untuk memproduksi kapasitor keramik bahwa Anda akan menemukannya di banyak PCB…


Tambahkan sebagai sumber pilihan