Редкие металлы – перечень, классификация и значение

В «металлическом» сегменте таблицы Менделеева эта группа считается элитой. Список редких металлов невелик, но каждая позиция драгоценна. Их стоимость на мировом рынке подтверждает пословицу: «Что редко – дорого».

Последнее условие – самое мобильное. Развитие технологий, появление новых сфер использования, масштабирование производства переводят элемент в привычные.

Классификация

Материал распределяется по нескольким основаниям. Первая основа деления – по происхождению. Различают природный (натуральный) и созданный человеком.

Природные металлы

За основу принадлежности к группе берут свойство, более других влияющее на кондиции элемента либо благодаря которому он востребован.

По базовому признаку различают пять видов редких металлов:

  • Редкоземельные. Скандий, иттрий, лантан.

    Умеренно мягкий, лёгкий редкоземельный металл серебристого цвета с жёлтым отливом – Скандий

  • Тугоплавкие. Ванадий, вольфрам, гафний, молибден, ниобий, тантал, титан, цирконий.

    Ванадий

  • Легкие. Бериллий, литий, рубидий, цезий.

    Бериллий, чистота более 99%, поликристаллический фрагмент

  • Рассеянные. Галлий, индий, рений, таллий.

    Галлий

  • Радиоактивные. Уран, франций, радий, полоний, (прот)актиний, торий.

    Полоний

Классификация однобока: многие элементы подпадают под разные группы:

  • Рубидий с цезием – легкие рассеянные.
  • Легкий тугоплав – титан.
  • Рассеянные тугоплавы – рений, гафний, вольфрам.

В список редких элементов чёрные металлы не входят.

Есть деление по субъективному признаку. Редкими благородными металлами признаны золото, платина, родий. (Их второе название – драгоценные). А также платиноид осмий, плотность которого наивысшая среди веществ Земли.

Платина

Самые редкие цветные металлы, созданные природой, – осмий, галлий, тантал, рений.

Искусственные

Элементы, созданные на ядерных реакторах: технеций, нептуний, плутоний, прочие трансурановые.

Они причислены к радиоактивной группе.

Самый редкий металл на Земле – калифорний-282.

Ежегодный объем синтезирования калифорния – менее грамма. Глобальный резерв – пять граммов.

А слышали про металл туллий? Смотрите видео:

Где и как добываются

Источник редкостного материала – природные руды:

  • Почти всегда это конгломерат компонентов.
  • Доля металлов исчисляется тысячными либо меньше долями процента.
  • Стандартный способ добычи – закрытый (шахтный), реже – открытый карьерный.

Главный поставщик сырья на мировой рынок – Китай. Он диктует расклад, номенклатуру, цены. Главный потребитель – США.

Российский источник редкого сырья номер один – Кольский полуостров. На его руды, содержащие титан, приходится 40% разведанных запасов страны.

Стержень, состоящий из титановых кристаллов высокой чистоты

Технология получения

Редкие металлы вычленяют из отходов металлургического производства.

Процесс стандартен:

  1. Обогащение сырья.
  2. Выделение, разделение компонентов.
  3. Очистка.
  4. Восстановление.

Используется металлотермия, электролиз, плавка.

На тугоплавкую группу воздействуют методами порошковой металлургии.

Редкоземельные металлы «разлучают» экстракцией. Катализаторами выступают ионообменные процессы и органические растворители.

Где используются

В отличие от других сегментов промышленности, металлургия «менее привычных» элементов кризисы переносит спокойно. Это закономерно: материал добывается ограниченными партиями, дорогой, всегда востребован.

В чистом виде не используется: слишком накладно. Только как компонент сплавов либо легирующая добавка.

Традиционные сферы

Области использования редкостного материала:

  • Ядерная энергетика. Уран и торий – топливо для атомных станций. Сегодня это самый экологичный вид энергии.

    Тяжёлый серебристо-белый глянцеватый металл – уран

  • Радиоэлектроника, машино-, приборостроение. Здесь задействованы стали и сплавы с вольфрамом, другими компонентами как легирующей добавкой.

    Тугоплавкий прочный металл, светло-серого цвета – вольфрам

  • Химпром. Компонент лаков, красок, катализатор.
  • Нефтедобыча и переработка. Катализаторы.
  • Стекольная промышленность. Микродобавки лантана, неодима, празеодима кратно повышают прозрачность стекла.
  • Ювелирное дело. Золото и платина – материал украшений премиум-сегмента.

    Золото

Это также сплавы для нужд космического и оборонного комплекса (орудия, снаряды), взрывчатые вещества.

Новые направления

В новом тысячелетии на первый план вышло использование лития как материала компактных мощных батарей-аккумулятров и магнитов:

  • Батареями-аккумуляторами снабжают электромобили, смартфоны, планшеты, другие гаджеты.
  • Магниты присутствуют в объектах «зеленой» энергетики (солнечные панели, ветряки), автомобилях с гибридным двигателем, мониторах.

    Щелочной металл Литий

Материал поколения 2.0 – магнитопласт. Из него делают мини-динамики, гибкие панели, рекламную «инфраструктуру».

Калифорний-282 востребован геологами, физиками-ядерщиками, медициной.

Стоимость

Цены редких элементов различны, но всегда высоки.

Так, самый дорогой химический элемент – калифорний-282. Грамм оценивают в $250 млн.

Источник: jgems.ru

Читайте также  Блины с творогом – 10 пошаговых рецептов приготовления
Я в Моде
Добавить комментарий