И нет, это вовсе не литий, как пишут многие СМИ. И даже не вольфрам, титан или стронций.
Названия редкоземельных металлов малоизвестны и звучат, скорее, как заклинания из фильма-фэнтези: прометий, тербий, празеодим, диспрозий…
Всего их 17 и вот что удивительно: их название вводит нас в заблуждение: на Земле это вовсе не редкие металлы.
Например, металла церия в земной коре примерно столько же, сколько и меди. А меди у нас так много, что существовал целый медный век, когда всё, от иголок до оружия было медным.
Среднее содержание редкоземельных металлов в земной коре составляет 100 грамм на тонну и это больше, чем у свинца в 10 раз, и чем у вышеупомянутого вольфрама — в 165 раз! Но вольфрам редким никто не назовет. Он есть в каждой лампочке накаливания, а современные оружейники и вовсе делают из него снаряды и осколочные элементы.
Если же взять какое-нибудь золото или платину — то вот эти металлы действительно можно было бы назвать редкоземельными, но нет — они к данной группе не относятся.
Почему же такое название?
Услышал версию, что правильно все это называть «редкозёмами», а не «редкоземельными металлами», но это неверное утверждение.
Изначально все это называется «редкоземельные химические элементы». Да-да, элементы той самой периодической системы Менделеева.
В этой таблице редкоземельные элементы собраны в отдельную строчку в самом низу:
Там их 14 штук. Плюс к это же группе относятся элементы: лантан, иттрий и скандий. Итого: 17 элементов.
Вот все их названия по-порядку:
скандий
иттрий
лантан
церий
празеодим
неодим
прометий
самарий
европий
гадолиний
тербий
диспрозий
гольмий
эрбий
тулий
иттербий
лютеций
Элементы объединены в одну группу, т. к. их атомы очень похожи, почти неотличимы. Химики прошлого воообще не умели различать эти элементы и потому считали всё это разновидностью лантана (отсюда еще одно название — лантаноиды).
Так как все эти элементы являются металлами, то не будет ошибкой называть их «редкоземельными металлами». Ну, а «редкозёмы» — это всего лишь упрощение. Можно и его использовать. А еще можно аббревиатуру — РЗМ.
Название «редкоземельный» — это исторический курьез. Дело в том, что много веков назад, (еще во времена алхимии) «землями» называли минералы, нерастворимые в воде.
И вот те земли, которые попадались очень редко, называли «редкими землями». То есть «редкоземельный» — это не от фразы «редко встречается в земле», а от фразы «земля (минерал), которая редко встречается».
Да, существенной разницы нет, это больше игра слов, но, на мой взгляд, нюанс все-таки интересный.
Вплоть до начала 19 века ученые действительно считали, что «редких земель» на Земле немного. Но потом выяснилось, что их содержание в земной коре вполне приличное. Японцы тут недавно нашли месторождения на дне океана, исчисляемые миллиардами тонн (!) редкозёмов, но об этом далее.
Для чего они нужны
В отличие от железа, алюминия, титана или меди редкоземельные металлы не используются для изготовления отдельных деталей. Их добавляют в ничтожных количествах в высокотехнологичные сплавы и другие материалы.
Например в одном смартфоне содержится всего 0,3 грамма редкозёмов. Но без этих 0,3 граммов смартфон не заработал бы.
Если говорить образно, то РЗМ — это как специи на кухне. Да, в блюде их немного (намного меньше, чем гречки, риса или муки), но без них блюдо не будет блюдом.
Вот некоторые примеры применения редкозёмов:
- Неодим создает магниты в 10 раз мощнее обычных (т.н. неодимовые магниты). Такие магниты делают эффективными электродвигатели беспилотных летательных аппаратов. То есть без металла неодима развитие БПЛА невозможно. Ну, и некоторые умельцы при помощи таких магнитов замедляют счетчики электричества в квартирах :)
- Европий зажигает красный цвет в наших экранах — представьте, что каждый пиксель телевизора, ноутбука или смартфона содержит крупицу этого «красного светлячка».
- Гадолиний используют в МРТ — он подсвечивает опухоли в организме человека, чтобы их было видно на снимке.
В целом же, нет такой отрасли, где редкоземельные металлы не использовались бы. От атомной и авиационной промышленности до производства стекла (лантан, например, используется в объективах камер — он делает стекло прозрачнее алмаза).
У кого есть редкозёмы
Мы выяснили, что редкоземельные металлы — не так уж и редки. Поэтому они есть практически у всех. Другой вопрос: далеко не все наладили добычу и, особенно, переработку этих металлов.
В 80-е годы в мире добывалось примерно 30-35 тысяч тонн РЗМ. Причем половина добывалась в США (17 тысяч тонн).
Затем в игру активно включился Китай. США видели в нем мировую фабрику, поэтому вся добыча и переработка была развернута там. Как итог: в 2008 году в мире было добыто уже 124 тысяч тонн РЗМ, причем 120 тысяч тонн (почти всё) — в Китае.
Что же касается запасов, то можно привести такие цифры:
- Китай располагает запасами из почти 100 млн тонн РЗМ
- США — 14 млн тонн
- Австралия — 6 млн тонн
- Страны СНГ (исключая Россию) — 21 млн тонн
- Россия — 28 млн тонн
Как уже было сказано, в 2011 году японская группа обнаружила залежи редкоземельных руд на дне Тихого океана, проверив образцы грунта из 80 мест с глубин от 3,5 до 6 км. По их оценкам, эти залежи могут содержать до 80-100 млрд тонн редкоземельных материалов.
Да, со дна океана добывать металлы сложно, но факт в том, что РЗМ на Земле полно и рано или поздно технологии позволят добывать эти металлы и с морского дна.
Впрочем, пока технологии и добыча в других странах не развита, 85–95% мирового производства редкоземельных металлов контролирует Китай.
Конечно, это не очень удобная ситуация. Например, в 2010 году Пекин временно ограничил экспорт и цены на РЗМ тут же взлетели на 600%. Такая монополия не устраивает США и потому они ищут альтернативные источники этих металлов.
Тут можно вспомнить, что них собственные залежи РЗМ оцениваются в 21 млн тонн, но видимо в Восточной Европе добывать сподручнее (дешевле). Отсюда и слова Трампа про редкозёмы Украины…
Спасибо за ваше внимание и до связи!
Оценили 19 человек
23 кармы