Uzyskaj informacje na temat historii, produkcji, zastosowań tego miękkiego metalu
Dysproz metal jest miękkim, lśniącym-srebrnym pierwiastkiem ziem rzadkich (REE), który jest stosowany w magnesach trwałych ze względu na jego wytrzymałość paramagnetyczną i wysoką temperaturę.
Nieruchomości
- Symbol atomu: Dy
- Liczba atomowa: 66
- Kategoria elementu: metal Lantanowców
- Masa atomowa: 162,50
- Temperatura topnienia: 1412 ° C
- Temperatura wrzenia: 2567 ° C
- Gęstość: 8,551 g / cm 3
- Twardość Vickersa: 540 MPa
Charakterystyka
Chociaż metal dysprozowy jest stosunkowo stabilny w powietrzu w temperaturze otoczenia, reaguje z zimną wodą i szybko rozpuszcza się w kontakcie z kwasami.
Jednakże w kwasie fluorowodorowym ciężki metal ziem rzadkich tworzy ochronną warstwę fluorku dysprozowego (DyF 3 ).
Miękka, srebrna metalowa główka ma magnesy trwałe. Wynika to z faktu, że czysty dysproz jest silnie paramagnetyczny powyżej -93 ° C (-136 ° F), co oznacza, że jest przyciągany do pól magnetycznych w szerokim zakresie temperatur.
Wraz z holmem, dysproz ma również najwyższy moment magnetyczny (siłę i kierunek ciągnięcia wywołany przez pole magnetyczne) dowolnego pierwiastka.
Wysoka temperatura topnienia Dysprosium i przekrój absorpcji neutronów pozwalają również na stosowanie go w jądrowych prętach kontrolnych.
Podczas gdy dysproza będzie obrabiać bez iskrzenia, nie jest komercyjnie używana jako czysty metal lub w stopach konstrukcyjnych.
Podobnie jak inne elementy lantanowców (lub pierwiastków ziem rzadkich), dysproz jest najczęściej naturalnie związany z ciałami rudnymi z innymi pierwiastkami ziem rzadkich.
Historia
Francuski chemik, Paul-Emile Lecoq de Boisbadran, po raz pierwszy rozpoznał dysproz jako niezależny element w 1886 r. Podczas analizy tlenku erbu.
Odzwierciedlając intymny charakter REE, de Boisbaudran początkowo badał nieczyste tlenki itru, z których czerpał erb i terb, używając kwasu i amoniaku.
Stwierdzono, że tlenek bromku zawiera dwa inne pierwiastki: holmium i tulium.
Ponieważ de Boisbaudran pracował w swoim domu, żywioły zaczęły się odsłaniać jak rosyjskie lalki, a po 32 sekwencjach kwasowych i 26 strąceniach amoniaku de Boisbaudran był w stanie zidentyfikować dysproz jako unikalny element. Nazwę nowego elementu nazwał greckim słowem dysprositos , co oznacza "trudny do zdobycia".
Bardziej czyste formy pierwiastka zostały przygotowane w 1906 roku przez Georgesa Urbaina, natomiast czysta forma (według dzisiejszych standardów) pierwiastka nie została wyprodukowana przed 1950 r., Po opracowaniu technik separacji i wymiany metalograficznej przez Franka Harolda Speddinga, pionier badań nad ziem rzadkich oraz jego zespół w laboratorium Ames.
Laboratorium Amesa, wraz z Laboratorium Ornatarnym Marynarki Wojennej, również zajmowało centralne miejsce w opracowywaniu jednego z pierwszych głównych zastosowań dysprozu - Terfenolu-D. Materiał magnetostrykcyjny został zbadany w latach 70. XX wieku i komercjalizowany w latach 80. XX w. Do użytku w sonarach morskich, czujnikach magneto-mechanicznych, siłownikach i przetwornikach.
Dysprozy w magnesach trwałych również wzrosły wraz z tworzeniem magnesów neodymowo- żelazo - borowych (NdFeB) w latach 80. Badania przeprowadzone przez General Motors i Sumitomo Special Metals doprowadziły do stworzenia mocniejszych, tańszych wersji pierwszych magnesów trwałych (samar- kobalt ), opracowanych 20 lat wcześniej.
Dodanie od 3 do 6% dysprozu (wagowo) do stopu magnetycznego NdFeB zwiększa punkt Curie i koercję magnesu, poprawiając tym samym stabilność i wydajność w wysokich temperaturach, jednocześnie zmniejszając rozmagnesowanie.
Magnesy NdFeB są obecnie standardem w aplikacjach elektronicznych i hybrydowych pojazdach elektrycznych.
REE, włączając w to dysprosium, zostały wprowadzone w światowy trend w mediach w 2009 r. Po ograniczeniu chińskiego eksportu tych pierwiastków doprowadziły do niedoboru podaży i zainteresowania inwestorów metalami. To z kolei doprowadziło do szybkiego wzrostu cen i znacznych inwestycji w rozwój alternatywnych źródeł.
Produkcja
Ostatnie zainteresowanie mediów badaniem globalnej zależności od chińskiej produkcji REE często podkreśla fakt, że kraj ten stanowi około 90% światowej produkcji REE.
Podczas gdy wiele typów rud, w tym monacyt i bastnazyt, może zawierać dysproz, źródłem o najwyższym odsetku zawartego dysprozu są jony adsorpcji jonowej z prowincji Jiangxi, Chiny i rudy ksenotime w południowych Chinach i Malezji.
W zależności od rodzaju rudy należy stosować różne techniki hydrometalurgiczne w celu ekstrakcji indywidualnych REE. Flotacja pianowa i prażenie koncentratów jest najbardziej rozpowszechnioną metodą ekstrakcji siarczanu pierwiastków ziem rzadkich, związku prekursorowego, który w konsekwencji może być przetwarzany przez przemieszczenie jonowymienne. Powstałe jony dysprozu są następnie stabilizowane fluorem w celu utworzenia fluorku dysprozowego.
Fluorek fluoryzujący można zredukować do postaci wlewków metalowych poprzez ogrzewanie za pomocą wapnia w wysokich temperaturach w tyglu tantalowym.
Globalna produkcja dysprozu jest ograniczona do około 1800 ton metrycznych (zawierał dysproz) rocznie. Stanowi to tylko około 1% wszystkich rafinowanych metali ziem rzadkich każdego roku.
Do największych producentów metali ziem rzadkich należą Baotou Steel Rare Earth Hi-Tech Co., China Minmetals Corp. i Aluminium Corp. of China (CHALCO).
Aplikacje
Zdecydowanie największym konsumentem dysprozu jest przemysł magnesów trwałych. Takie magnesy dominują na rynku wysokowydajnych silników trakcyjnych, które są stosowane w pojazdach hybrydowych i elektrycznych, generatorach turbin wiatrowych i dyskach twardych.
Kliknij tutaj, aby przeczytać więcej o aplikacjach dysprozowych.
Źródła:
Emsley, John. Bloki natury: przewodnik po elementach AZ .
Oxford University Press; Nowa edycja edycji (14 września 2011 r.)
Arnold Magnetic Technologies. Ważna rola dyspersji w nowoczesnych magnesach trwałych . 17 stycznia 2012 r.
British Geological Survey. Rzadkie elementy ziemskie . Listopad 2011.
URL: www.mineralsuk.com
Kingsnorth, prof. Dudley. "Czy przetrwać dynastię rzadkich ziemskich Chin". Chińska konferencja Industrial Minerals & Markets. Prezentacja: 24 września 2013 r.
Obserwuj Terence w Google+