معرفی فلزات نادر خاکی و کاربردهای رایج آنها

فلزات نادر خاکی

فلزات نادر خاکی و یا فلزات خاکی کمیاب، در حقیقت نادر و یا کمیاب نیستند. شاید به دلیل نامی که به آنها تعلق دارد، تصور کنید این دسته از عناصر و یا فلزات کمیاب هستند، اما همانطور که به آن اشاره کردیم، در واقع این چنین نیست.

فلزات نادر خاکی، برای اپتیک‌ها و لیزرها با کارایی بالا و همچنین برای قدرتمندترین آهنربا و ابررساناها در جهان، بسیار مهم و ضروری هستند. (نکته: اپتیک، برگرفته شده از علم فیزیک است. اپتیک به بررسی خواص و رفتار نور مرئی، مادون قرمز و فرابنفش می پردازد. اپتیک در واقع با نام‌های نورشناسی و یا فیزیک نور شناخته می‌شوند که در آن به بررسی نور و خواص آن و برهمکنش آن با ماده می‌پردازد.)

فلزات خاکی کمیاب که شامل گروهی از 17 عنصر شیمیایی در پوسته زمین است، برای حرکت جوامع به سمت یک اقتصاد مبتنی بر فناوری پاک بسیار مهم است.

جالب است بدانید، در یک مقاله ذکر شده که کشور چین، در دهه‌های گذشته 97% از تولید جهانی این عناصر را به خود اختصاص داده بود، اما نکته قابل توجه اینجاست که، در حوزه صادرات آن بسیار محتاطانه قدم برداشته است. به گفته سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده، از سال 2018، چین حدود 80% از تقاضای جهانی برای فلزات کمیاب خاکی را تولید کرده است، در حالی که در سال 2010 چین 95% از تقاضای جهانی برای این ماده را تامین کرده است.

از ماه اوت سال 2010، ترس از تسلط چینی‌ها بر منابع مهم نادر خاکی باقی مانده است، زیرا چین بدون هیچ توضیح رسمی، سهمیه صادرات این فلزات را محدود کرد و بلافاصله بحث در خصوص غیر متمرکز سازی تولید خاکی کمیاب در جهان آغاز شد.

سنگ‌های معدنی غنی از این عناصر عبارتند از:

♦ ایتریوم

♦ لانتانیم

♦ و نئودیمیم

مقادیر زیادی از سنگ معدنی خاکی کمیاب، در سال 1949 در کالیفرنیا پیدا شد و بیشتر در سراسر آمریکای شمالی جستجو می‌شود، اما در حال حاضر استخراج معدنی آن به اندازه کافی قابل توجه نیست که بتواند بخشی از بازار جهانی این عناصر را کنترل کند. (معدن Mountain Pass در کالیفرنیا، هنوز باید مواد معدنی خود را برای فرآوری به چین بفرستد)

شایان ذکر است، فلزات خاکی کمیاب مثل فلزات گرانبها، برای یک سرمایه‌گذاری فیزیکی خوب، در نظر گرفته نمی‌شوند.

کاربردهای رایج فلزات نادر خاکی

در ادامه 17 فلز کمیاب خاکی و برخی از کاربردهای معمول آنها را معرفی خواهیم کرد.

♦ اسکاندیم: وزن اتمی 21. برای تقویت آلیاژهای آلومینیوم استفاده می‌شود.

♦ اتریم: وزن اتمی 39. در ابررساناها و منابع نور خارجی استفاده می‌شود.

♦ لانتانیم: وزن اتمی 57. در عینک‌های مخصوص و اپتیک، ذخیره  الکترودها و هیدروژن استفاده می‌شود.

♦ سریم: وزن اتمی 58. یک اکسید کننده عالی است و همچنین برای رنگ‌آمیزی زرد در سرامیک و شیشه استفاده می‌شود.

♦ پرازئودیمیم: وزن اتمی 59. در آهنربا، لیزر و به عنوان رنگ سبز در سرامیک و شیشه استفاده می‌شود.

♦ نئودیمیم: وزن اتمی 60. در آهنربا، لیزر و به عنوان رنگ بنفش در سرامیک و شیشه استفاده می‌شود.

♦ پرومتیم: وزن اتمی 61. در باتری‌های هسته‌ای استفاده می‌شود. فقط ایزوتوپ‌های ساخته شده توسط بشر تا به حال در زمین مشاهده شده‌اند که گمان می‌شود 500 تا 600 گرم به طور طبیعی در این سیاره وجود داشته باشد.

♦ ساماریوم: وزن اتمی 62. در آهنربا، لیزر و جذب نوترون استفاده می‌شود.

♦ یوروپیوم: وزن اتمی 63. فسفرهای رنگی، لیزرها و لامپ‌های بخار جیوه را می‌سازد.

♦ گادولینیوم: وزن اتمی 64. در آهنربا، اپتیک‌های مخصوص و حافظه کامپیوترها استفاده می‌شود.

♦ تربیوم: وزن اتمی 65. به عنوان رنگ سبز در سرامیک‌ها و رنگ‌ها و در لیزرها و لامپ‌های فلورسنت استفاده می‌شود.

♦ دیسپروزیم: وزن اتمی 66. در آهنربا و لیزرها استفاده می‌شود.

♦ هولمیوم: وزن اتمی 67. در لیزرها استفاده می‌شود.

♦ اربیوم: وزن اتمی 68. در فولاد آلیاژی با وانادیوم و همچنین در لیزرها استفاده می‌شود.

♦ تولیوم: وزن اتمی 69. در تجهیزات اشعه ایکس قابل حمل استفاده می‌شود.

♦ ایتربیوم: وزن اتمی 70. در لیزرهای مادون قرمز استفاده می‌شود. همچنین، به عنوان یک کاهنده عالی مواد شیمیایی کار می کند.

♦ لوتتیوم: وزن اتمی 71. در تجهیزات رادیولوژی و شیشه‌های مخصوص استفاده می‌شود.