Драгоценные и редкоземельные металлы

Обновлено: 04.10.2024

Земля богата залежами полезных ископаемых и, в частности, рудными, из которых в дальнейшем можно извлечь один или несколько металлов. В зависимости от своей распространенности, сложности добычи и извлечения формируется ценность и стоимость получаемого металла. В этой статье мы познакомимся со списком 10 самых дорогих металлов.

1. Калифорний-252

Самый дорогой металл, цены на который достигают заоблачных сумм – это один из редчайших изотопов калифорния. Его цена может достигать десяти миллионов долларов США за один грамм. Подобные цифры связанны с крайне малым объемом производства, которое является крайне сложным и происходит только в лабораторных условиях. Сегодня всего две страны в мире создают этот изотоп – это США и Россия. При этом средний годовой объем производства составляет примерно 20-40мкг. Именно чрезвычайная редкость этого вещества обеспечила ему статус «самый дорогой металл на планете Земля».

2. Осмий-187

Осмий-187 также является одним из изотопов осмия и не существует в природной среде в чистом виде. Цена 1г этого изотопа составляет десятки-сотни тысяч долларов США. Столь высокая стоимость связана со сложностью извлечения. Процесс производства очень сложный и занимает продолжительное время. Единственным государством, которое поставляет осмий-187 для продажи на мировом рынке, является Казахстан.

3. Родий

Родий является очень редким и рассеянным элементом. Его годовая добыча составляет менее 30 тонн. Стоимость родия – 30-35 долларов США за 1г.

4. Платина

В природе платина представлена в виде сплавов и смесей с другими металлами и при ее производстве применяются специальные химические технологии. Стоимость одного грамма платины составляет приблизительно 25-30 долларов США. Чрезвычайная пластичность и привлекательный внешний вид платины обеспечили ей широкое использование в сфере медицины и электроники, а также при производстве драгоценных (инвестиционных) монет и в ювелирной промышленности. Рассматривая инвестиции в металлы, необходимо отметить, что более 90% месторождений, где осуществляется добыча платины, находятся на территории 5 стран: ЮАР, России, Зимбабве, США, Китая.

5. Золото

Золото далеко не самый дорогой драгоценный металл в мире, однако, один из главных и популярнейших. Свою популярность золото завоевало благодаря своим характеристикам: долговечности, устойчивости к коррозийным процессам, высокой пластичности. Оно стабильно является востребованным, именно поэтому добыча золота в Казахстане – одно из самых перспективных направлений для инвестирования. В нашей статье «Страны лидеры по добыче золота», Вы можете узнать подробнее о мировых лидерах золотодобывающей промышленности.

6. Палладий

Цена палладия изменяется в пределах 25-30 долларов США за 1г, что вместе с его легкостью, пластичностью, а также стойкостью к коррозии делает этот металл привлекательным для ювелиров. Основные залежи палладия размещены в ЮАР и России.

7. Иридий

Иридий обладает высокой твердостью, однако при этом он достаточно хрупкий. Зачастую применяется в качестве добавки к платине, повышающей ее твердость. Рыночная цена одного грамма иридия – 20-35 долларов США.

8. Рутений

Рутений – редчайший металл, принадлежащий к платиновой группе. Ему свойственна высокая тугоплавкость, прочность и вместе с тем хрупкость. Рыночная цена одного грамма этого металла – 1,5-2,0 долларов США. Производство рутения осуществляется в ЮАР.

9. Серебро

Серебро – также один из популярных драгметаллов, который можно встретить, как в виде самородков, так и в виде сплавов с другими металлами, так и в минералах. Широко применяется при производстве зеркал, создании ювелирных изделий, монет. Цена 1г этого драгметалла составляет 0,5-1,0 долларов США.

10. Индий

Индий является легким, мягким и ковким металлом, которому свойственен сильный блеск. Этот металл присутствует в составе цинковых, свинцовых, медных руд. Каждый год производятся сотни тонн индия. Рыночная цена одного грамма индия – 0,5-0,7 долларов США.

Если отдельно рассматривать редкоземельные металлы, то самый дорогой редкоземельный металл – скандий стоит примерно 0,17 долларов США за 1г.

Самый дорогой драгоценный металл в мире – родий

Многие, задаваясь вопросом какой металл самый дорогой, возможно ошибочно ответят, что самым дорогостоящим является золото, однако это не так. Из-за своей редкости и сложности добычи именно родий возглавляет список драгметаллов, имеющих наибольшую цену. Также на цену влияет то, что в большинстве случаев применения, родию не находят альтернативы. Это в первую очередь касается применения родия в катализаторах (в виде сплава с платиной) для получения азотной кислоты. Также родий используется при производстве:

  • стекол и жидкокристаллических экранов;
  • родиевых детекторов, необходимых для измерения нейтронных потоков в ядерных реакторах;
  • спектрометров;
  • зеркал для мощных лазерных систем;
  • выращиваемых драгоценных камней;
  • контактов;
  • ювелирных изделий – в качестве покрытий, придающих коррозионную устойчивость, защиту от царапин и яркий блеск.

Самый дорогой металл в мире – Калифорний-252

Список 10 самых дорогих металлов в мире возглавляет редчайший изотоп – калифорний-252. Его чрезвычайная дороговизна обусловлена крайне сложным процессом производства и его уникальными свойствами. Всего одним граммом этого вещества возможно выработать энергию, сопоставимую мощности небольшого ядерного реактора. Области использования калифорний-252 также узкоспециализированные:

  • Медицина. Используется как источник нейтронов, позволяющий проводить лучевую терапию раковых опухолей, в тех случаях, когда другие способы оказываются бессильны.
  • Обнаружение повреждений. Благодаря уникальным свойствам калифорния возможно «сканировать» элементы реакторов и самолетов, выявляя неисправности, которые невозможно найти, применяя рентгеновское излучение.
  • Геология. Применение калифорния-252 помогает обнаружению месторождений золота, потенциальных мест добычи серебра и других полезных ископаемых в недрах земли.

Биржевые котировки LME

* Котировки по драгоценным металлам даны за тройскую

10 самых дорогих металлов в мире

В мире множество самых разнообразных металлов. Стоимость металла напрямую зависит от его количеств на планете. Металлы делятся на природные и искусственно получаемые в лабораторных условиях. И безусловно, как можно предположить, искусственно созданные будут дороже.

В Топ-10 не попадает серебро, которое остаётся на 12 месте, немного опережая 13 место — индий и уступая 11 месту — рутению.

10 место СКАНДИЙ

Природный редкоземельный металл. Легкий и высокопрочный, серебристого цвета с желтым отливом. Впервые элемент был обнаружен в 1879 году шведским химиком Ларсом Нильсоном, который назвал его в честь Скандинавии. Скандий применяется в мире высоких и инновационных технологий. Его используют при конструировании роботов, ракет, самолетов, спутников и лазерной техники. Сплавы данного металла служат в спортивной сфере — для изготовления высококлассного инвентаря. Самые крупные месторождения богатых скандием минералов находятся в Норвегии и на Мадагаскаре.

10 самых дорогих металлов в мире, фото № 1

Стоимость грамма скандия зависит от чистоты металла, но усреднённая стоимость 3-4 доллара. На биржах драгметаллов не продаётся. В ювелирной промышленности используют оксид скандия для производства фианитов.

9 место РЕНИЙ

Существование металла было предсказано Д.И.Менделеевым в 1871 году, но впервые его открыли в 1925 году немецкие химики и назвали в честь реки Рейн. Относительно чистый рений удалось получить только в 1928 году. Для получения 1 грамма рения требовалось переработать более 600 кг норвежского молибденита.

Рений — серебристо-белый металл, очень плотный, занимает третье место по температуре плавления среди металлов. Используется в электронной и химической промышленности. Имеет стратегическое значение, т.к. используется в космических и военных целях.

По природным запасам рения на первом месте в мире стоит Чили, на втором США, а на третьем Россия. Рений получают при переработке сырья с очень низким содержанием целевого компонента. Его запасы в России не более 15 тонн.

10 самых дорогих металлов в мире, фото № 2

Цена на грамм рения в среднем 5 долларов.

В ювелирной промышленности не используется.

На международных биржах металл не продаётся.

8 место ОСМИЙ

Был открыт в 1803 году двумя британскими химиками. Название металл получил от греческого слова osme, что означает «запах». Осмию присущ довольно резкий и неприятный запах, напоминающий смесь чеснока и хлорки.

Осмий — голубовато-серебристый металл платиновой группы, характеризующийся высокой плотностью, тяжёлый, хрупкий. В чистом виде не существует, встречается только в связках с другим металлом из платиновой группы — иридием.

Добывают данный металл на Урале, в Сибири, Южной Африке, Канаде, США и Колумбии. Используется в сплавах в химической промышленности и фармакологии.

10 самых дорогих металлов в мире, фото № 3

Цена одного грамма осмия на мировом рынке составляет 12-17 долларов.

На биржах металл не продаётся.

7 место ПЛАТИНА

Цивилизации Анд доколумбовой Южной Америки добывала и использовала её с незапамятных времён. Первыми европейцами, познакомившимися с платиной в середине 16 века, были испанские конкистадоры, которые и дали ему пренебрежительное название, что означало в переводе «маленькое серебро», «серебришко». Отношение объясняется тугоплавкостью платины, которая не поддавалась переплавке и долгое время не находила применения, она ценилась вдвое ниже серебра.

Примечательно, что испанский король в 1735 году повелел платину в Испанию не ввозить, чтобы мошенники не могли расплачиваться ей вместо ценного серебра. При разработке россыпей в Колумбии повелевалось отделять её от золота и топить под надзором королевских чиновников в глубокой речке, которую стали именовать Платино-дель-Пинто. Королевское распоряжение было отменено через 40 лет, когда мадридские власти приказали доставлять платину в Испанию, чтобы самим фальсифицировать золотые и серебряные монеты. С нею познакомились алхимики, считавшие самым тяжёлым металлом золото, а оказавшаяся более тяжёлой платина была наделена адскими чертами.

В 1790 году во Франции из платины был изготовлен эталон метра, а позже эталон килограмма.

В России платину впервые обнаружили на Урале близ Екатеринбурга 1819 году, а в 1824 году были открыты платиновые россыпи в Нижнетагильском округе. Разведанные запасы платины были столь велики, что Россия на долгие годы заняла первое место в мире по добыче этого металла. В настоящее время лидером является ЮАР.

В природе платина встречается только как сплав с другими металлами.

Металл отличается особым блеском и пластичностью. Активно используют в ювелирной, оружейной, медицинской промышленности. В России и СССР платина применялась при изготовлении монет и знаков отличия за выдающиеся заслуги.

Российский спрос на ювелирную платину в настоящее время составляет 0,1 % от мирового уровня.

10 самых дорогих металлов в мире, фото № 4

Платина торгуется на международной бирже драгметаллов.

6 место ИРИДИЙ

Мир впервые узнал о нем в 1803 году благодаря британскому химику С. Теннанту, который его открыл одновременно с осмием.

Иридий- металл платиновой группы, тяжелый, твердый и одновременно хрупкий, серебристо-белого цвета. Имеет высокую коррозийную стойкость даже при температуре 2000 °C.

В чистом виде в земных породах не встречается, поэтому высокая концентрация иридия в образцах породы является индикатором космического метеоритного происхождения последних.

Самостоятельно иридий практически нигде не применяется и используется для создания сплавов. Ювелиры добавляют его к платине, поскольку он делает её твёрже, а украшение из такого сплава становится практически вечным. Также он востребован при изготовлении хирургических инструментов, электроконтактов, точных лабораторных весов. Из него делают кончики для дорогих авторучек. Иридий применяется в аэрокосмической технике, биомедицине, стоматологии, химической промышленности.

10 самых дорогих металлов в мире, фото № 5

В течение года мировая металлургия расходует приблизительно одну тонну данного металла. Основное месторождение иридия находится в ЮАР.

Его стоимость равняется около 47-50 долларам за грамм.

Иридий продаётся на биржах драгметаллов.

5 место ЗОЛОТО

Люди добывают золото с незапамятных времён, археологи находят его в обиходе человека с 5 тысяч лет до н.э. в эпоху неолита в самородках. Начало системной добычи было положено на Ближнем Востоке, откуда поставлялись золотые украшения, в т.ч. в Египет.

В России до Елизаветы золото не добывалось. Оно ввозилось из-за границы в обмен на товары и взималось в виде ввозных пошлин. Первое открытие запасов золота было сделано в 1732 году в Архангельской губернии, где вблизи одной деревни была обнаружена золотая жила.

Латинское aurum означает «жёлтое».

Золото — один из немногих металлов, встречающихся исключительно в чистом виде. Чистое золото — металл жёлтого цвета, тяжёлый плотный металл, мягкий, высокопластичный.

Традиционным и самым крупным потребителем золота является ювелирная промышленность. Все ювелирные изделия изготавливают не из чистого золота, а из его сплавов с другими металлами, значительно превосходящими золото по механической прочности и стойкости.

Запасы золота в мире распределено так: около 10 % — в промышленных изделиях, остальное делится приблизительно поровну между централизованными запасами (в основном, в виде стандартных слитков химически чистого золота), собственностью частных лиц в виде слитков и ювелирными изделиями.

10 самых дорогих металлов в мире, фото № 6

США, Китай и Австралия — лидеры по золотодобыче.

Стоимость грамма золота на мировом рынке около 45-50 долларов. Золото и иридий постоянно соперничают в цене, меняясь местами в рейтинге самых дорогих металлов.

4 место ПАЛЛАДИЙ

Назван в честь астероида Паллада, открыт во время изучения платиновых руд в 1803 году.

Палладий — легкий, пластичный серебристо-белый металл из платиновой группы. Он очень легкоплавкий, хорошо полируется, не тускнеет и довольно стоек к коррозии.

Главное направление использования палладия — ювелирная промышленность. Мастера ценят его гибкость и легковесность, что позволяет создавать из него самые удивительные произведения ювелирного искусства.

Металл широко применяется в химической промышленности, медицине, для создания электроники и пр.

Крупнейшее месторождение палладия находится в России.

10 самых дорогих металлов в мире, фото № 7

Стоимость палладия за последние несколько лет сильно возросла и составляет около 60 долларов за грамм.

Палладий торгуется на международной бирже драгметаллов.

3 место РОДИЙ

Открыт в Англии в 1803 году (плодородный год на открытие металлов. ) в ходе работ с самородной платиной. Назван в честь розы (греч.), т.к. типичные соединения родия имеют глубокий тёмно-красный цвет.

Родий — это твердый благородный металл, обладающий мощнейшими отражающими свойствами, стойкостью к окислению и коррозии. За год во всем мире добывается всего лишь 30 тонн родия.

Применяют для изготовления зеркал и фар, в автомобильной и химической промышленности.

Ювелиры используют электролиты родия для получения износостойких и коррозионно-устойчивых покрытий. В дорогой и высококачественной бижутерии можно встретить родированное покрытие.

Монеты из родия выпускает США, но не как платёжное средство, а в качестве объекта инвестирования средств.

Руанда выпускает монету из чистого родия как платёжное средство.

10 самых дорогих металлов в мире, фото № 8

Самые крупные месторождения находятся в России, Канаде и ЮАР.

Стоимость родия сильно выросла за последнее время, колеблется в пределах 185 -190 долларов за грамм.

Родий торгуется на международной бирже драгметаллов.

2 место ОСМИЙ-187

Металл осмий-187 изотоп, является результатом распада изотопа рения с огромнейшем периодом полураспада. Соотношение изотопного состава осмия и рения позволяет определять возраст горных пород и метеоритов.

Изотопов осмия множество и их разделение представляет собой сложную задачу. Именно поэтому некоторые изотопы довольно дороги.

Самый редкий среди них осмий-187, процесс добычи которого отличается особой сложностью и занимает около девяти месяцев. В результате его получают в виде черного мелкокристаллического порошка с фиолетовым оттенком. Его считают самым плотным на планете. При этом он очень хрупок, его можно растолочь в обычной ступе на мелкие частички. Он имеет важное научно-исследовательское значение, его используют как катализатор химических реакций, для изготовления измерительных приборов высокой точности и в медицинской отрасли.

10 самых дорогих металлов в мире, фото № 9

Казахстан — первое и единственное государство, продающее чистый Осмий-187 на мировом рынке.

Стоимость Осмия-187 оценивается в 200 тысяч долларов за 1 грамм.

Этот изотоп не торгуется на бирже драгметаллов и более того, его международная торговля строго контролируется, пресекается любая контрабандная продажа.

Лидер рейтинга! 1 место КАЛИФОРНИЙ-252

На земле сегодня нет металла, который стоил бы дороже. Рекорд стоимости зафиксирован в Книге Гиннеса. Он является одним из изотопов калифорния.

Баснословная цена составляет 10 миллионов долларов за грамм.

Мировой запас — 8 граммов, а ежегодная добыча –30-40 микрограмм. Получают редкий металл путем сложнейшей и долговременной работы в лабораторных условиях. В чистом природном виде не встречается, полностью искусственного происхождения. Впервые был получен учёными в 1950 году в США.

10 самых дорогих металлов в мире, фото № 10

Главная ценность калифорния-252 состоит в его невероятной энергии, сравнимой с энергией среднего атомного реактора. Применяется в ядерной физике и в медицине в качестве лучевой терапии раковых новообразований. С его помощью научились определять месторождения золота и серебра. Используют для выявления дефектов в реакторах и самолетах, которые невозможно выявить даже при помощи рентгена.

В мировом рейтинге самых дорогих веществ калифорний-252 занимает 2 место, уступая по цене лишь Антиматерии.

Топ-10 самых дорогих металлов в мире в 2022 году

Золото и серебро, а также монеты из них на протяжении сотен лет служат людям в качестве меры стоимости, средства накопления и обращения. Однако и другие металлы могут представлять интерес для инвестора. В первую очередь это те, которые являются объектами биржевой торговли. Вашему вниманию представляем список самых дорогих металлов в мире с ценой, актуальной по состоянию на 2022 г. В качестве источников информации использованы данные товарных бирж, специализированных порталов, а также отчёт Mineral Commodity Summaries 2022 Геологической службы США.

1. Калифорний, 27 млн долл. за 1 грамм

Существует около 20 изотопов этого вещества, из которых наиболее ценным считается калифорний-252. Именно он и является самым дорогим металлом в мире. Впервые был получен искусственным путём в 1950 г. в лаборатории университета Беркли. Позднее технологию освоили в Советском Союзе. Ежегодно производится несколько сотен миллиграммов металла. По оценкам экспертов, накопленный мировой запас калифорния-252 составляет порядка 10 граммов.

Изотоп калифорний-282 является мощнейшим источником нейтронов. Один грамм этого металла может выделить столько энергии, сколько способен выработать небольшой ядерный реактор. У калифорния-282 широкий спектр применения, начиная от научных исследований, энергетики и заканчивая медициной, а также поиском полезных ископаемых. Несмотря на высокую стоимость металла, клиенты годами ждут свои заказы.

Рис. 1. Калифорний. Источник: chemistrylearner.com

Относится к редкоземельным металлам. Впервые был открыт в 1803 г. при обработке платинового самородка. В настоящее время также является попутным продуктом добычи платины. Металл отличается высокой химической стойкостью и температурой плавления, составляющей 1960 градусов по Цельсию. Ежегодно добывается 30 тонн родия. 80% этого материала идёт на производство фильтров-нейтрализаторов выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания. Порядка 10% мировой добычи используется в ювелирной промышленности, а также при изготовлении инвестиционных монет. Родий является биржевым товаром, поэтому фьючерсные контракты на покупку данного металла служат одним из популярных финансовых инструментов.

Рис. 2. Родий. Источник: grainmint.com

Как и родий, этот металл был открыт при работе с платиной — произошло это в 1803 г. Относится к металлам платиновой группы. Отличается не только большой удельной плотностью (22,56 грамма в 1 см 3 ), но и высокой химической стойкостью. Его неспособна растворить даже царская водка (смесь соляной и азотных кислот). Плавится иридий при температуре 2466 градусов по Цельсию. Ежегодно добывается до 10 тонн этого металла. Он используется при изготовлении оборудования, предназначенного для работы в экстремальных условиях. Например, в свечах зажигания двигателей внутреннего сгорания, в силовых установках авиационной и космической техники. Иридий и соединения с ним также применяются в медицине и ювелирной промышленности. В 2013 г. Центральный банк Руанды тиражом 1000 экземпляров отчеканил иридиевую монету номиналом в 10 франков. При её выпуске был использован металл 999-й пробы.

Рис. 3. Иридий. Источник: metalary.com

Близок по своим свойствам к алюминию. Открыт в 1879 г. шведским химиком Ларсом Нильсеном. Получил имя в честь Скандинавии, латинское название которой пишется как Scandia. Производство скандия в чистом виде требует создания вакуумной среды и предусматривает несколько этапов переработки исходного сырья. Чем и объясняется высокая цена металла. Промышленное значение имеет оксид скандия. Его рыночная стоимость составляет 5 долл. за 1 грамм. Этот металл нашёл применение в высокотехнологичных отраслях, включая авиастроение, судостроение, космонавтику и оборонную промышленность. Перспективной считается разработка сплавов с алюминием, которые будут использоваться для лёгких и прочных корпусов автомобилей. Скандий по праву можно назвать материалом будущего. Так, из него уже производятся твёрдые оксидные топливные элементы, позволяющие вырабатывать энергию без движущихся деталей. Компании из Кремниевой долины, которые владеют большим парком дата-центров, в качестве источника резервной энергии используют генераторы на основе твёрдооксидных элементов.

Рис. 4. Скандий. Источник: industrialheating.com

Редкоземельный металл платиновой группы. Относится к биржевым товарам. Был впервые представлен миру в 1803 г. английским химиком Уильямом Волластоуном. Он же открыл родий, а также выделил химически чистую платину. Палладий отличается инертностью к воздействию кислоты и щёлочи. Однако при повышении температуры его химические свойства меняются, и он вступает в реакцию с другими веществами. Добавки палладия улучшают антикоррозионные свойства других металлов. Палладий широко применяется в химической промышленности в качестве катализатора при производстве продуктов органического синтеза. Помимо этого, металл востребован при выпуске фармацевтических препаратов и медицинского оборудования. Из него также изготавливают инвестиционные монеты, слитки, ювелирные изделия и медали. Ежегодно добывается 200 тонн палладия. Из них более 40% приходится на Россию. Крупнейшим мировым производителем этого металла является компания «ГМК «Норильский никель».

Рис. 5. Палладий. Источник: currency.com

Самый популярный драгоценный металл, часто используемый в качестве инвестиционного актива. Является одним из основных активов правительств разных стран. По данным Всемирного совета по золоту, в настоящее время центробанки и международные организации располагают резервными активами в объёме свыше 34 тыс. тонн металла. Только 10% добываемого в мире золота идёт на нужды промышленности, включая фармакологию и микроэлектронику. Небольшая часть применяется в стоматологии при изготовлении коронок и протезов. Всё остальное добываемое золото используется в качестве ювелирных изделий, инвестиционных монет и слитков.

Общая стоимость золота, которое находится в обороте, в собственности граждан и организаций, а также используется в качестве инвестиционных резервов, составляет порядка 10 трлн долл. Драгоценный металл входит в топ-5 самых популярных биржевых товаров, наряду с нефтью и сталью.

Рис. 6. Золото. Источник: goldmuseum.com.au

Этого металла добывается в 15–20 раз меньше, чем золота, и, казалось бы, платина должна стоить дороже. В какой-то период времени дела обстояли именно так. Например, в 2000 г. платина стоила в два с половиной раза дороже золота. Но потом ситуация изменилась, на что повлияла высокая инвестиционная привлекательность жёлтого металла. Сегодня платина используется в основном как промышленный материал. Её применяют в нескольких секторах экономики, включая автомобильную промышленность, нефтепереработку, медицину, производство электроники и электрооборудования, химическую промышленность и фармацевтику. Помимо этого, из платины изготавливаются ювелирные изделия, инвестиционные монеты и слитки. Данный металл относится к числу биржевых товаров и также может быть использован при формировании инвестиционного портфеля.

Рис. 7. Платина. Источник: crystal-information.com

Открыт в 1844 г. немецким профессором Карлом Клаусом при работе с платиновой рудой. Назван в честь России, поскольку в переводе с латинского слово Ruthenia обозначает историческую территорию Руси. Рутений — самый многовалентный элемент таблицы Менделеева. Благодаря этому он может образовывать огромное количество соединений, предельное число которых наукой до настоящего времени не установлено.

В мире ежегодно добывается порядка 20 тонн рутения. Применяется он в качестве катализатора, а также для изготовления износостойких деталей, в том числе используемых в электротехнике. Свыше 50% мировой добычи направляется на производство толстоплёночных резисторов — ключевых элементов интегральных печатных плат.

Рис. 8. Рутений. Источник: sci-news.com

Открыт в 1803 г. при растворении платины в царской водке. Является самым плотным на планете Земля веществом — 1 см 3 осмия весит 22,58 грамма. Плавится при температуре свыше 3000 градусов по Цельсию. Его физические свойства обуславливают трудность обработки. Однако в соединении с другими веществами осмий становится пластичным и пригодным для производства деталей, работающих в экстремальной среде. Металл применяют в приборостроении, а также при изготовлении медицинских имплантатов, электронной аппаратуры и военной техники. Ежегодный объём добычи осмия невелик — несколько десятков килограмм. Определённый коммерческий интерес представляет изотоп осмия 187, который может применяться в ядерной промышленности. По разным данным, стоимость 1 грамма осмия 187 может составлять десятки и сотни тысяч долл. Однако эти сведения не имеют официального подтверждения.

Рис. 9. Осмий. Источник: fineartamerica.com

Переходный металл серебристого цвета. Получен впервые в 1925 г. семейной четой учёных из Германии — Идой и Вальтером Ноддак. Вещество названо в честь реки Рейн (от лат. Rhenus). Плотность рения составляет 21 грамм на 1 см 3 . Отличается высокой прочностью даже при самых высоких температурах. Плавится при 3186 градусах по Цельсию. В год добывается порядка 60 тонн рения. Основной объём идёт на производство сплавов, устойчивых к воздействию агрессивной среды и повышенным нагрузкам. Часть рения используют в качестве защитного покрытия в виде тонкой плёнки. Помимо этого, металл востребован в приборостроении. Применяют рений и как катализатор при производстве высокооктанового бензина без свинцовых присадок.

Цены на рений за последние десятилетия подвергались серьёзным колебаниям. Так, в 1979–1980 гг. его стоимость достигала 3300 долл. за килограмм благодаря ужесточению экологических норм производства автомобильного топлива. К 1996 г. рыночная стоимость рения упала до 300 долл. за 1 кг из-за большого объёма металла из Казахстана. В 2008 г. цена металла достигла рекордных 12 тыс. долл. за килограмм в результате значительного спроса на газовые турбины. Впоследствии же произошёл обвал цен из-за отказа от технологий, предусматривавших использование рения в качестве катализатора при преобразовании газа в жидкость. В дальнейшем цена плавно снижалась, пока не достигла, согласно отчёту Геологической службы США за 2022 г., 1000 долл. за 1 кг.

Рис. 10. Рений. Источник: http://s128869274.online.de/Re

В приведённом списке представлены драгоценные и редкоземельные металлы. Но возглавляет его искусственное вещество, изотоп калифорний-252. Вполне вероятно, что в будущем будет создан новый самый дорогой металл, цена которого составит десятки миллионов долларов за грамм. Большинство редкоземельных и драгоценных металлов рассматриваются в качестве объектов инвестиций. Способов вложения денег в подобные активы несколько. Помимо покупки слитков или монет, можно открыть обезличенный металлический счёт, на котором вы получаете прибыль или убыток от изменения его цены на рынке. Другим популярным способом является покупка ценных бумаг добывающих или перерабатывающих предприятий.

Более подробно тему инвестиций в металлы мы осветили в ряде статей на нашем сайте: в них мы рассказали, что нужно знать перед инвестированием в драгметаллы, каковы правила инвестирования в золото, и как купить золотой слиток.

Глубоководные илы — практически неисчерпаемый источник редкоземельных металлов ⁠ ⁠

Глубоководные илы — практически неисчерпаемый источник редкоземельных металлов Геология, Наука, Минералы, Интересное, Редкоземельные элементы, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Год за годом в мире растет спрос на редкоземельные металлы — элементы, которые необходимы во многих новейших разработках в электронике, альтернативной энергетике, автомобилестроении и других высокотехнологичных сферах. Особенно велика потребность в редкоземельных металлах так называемой иттриевой (или тяжелой) группы (REY или HREE), в которую входят иттрий и тяжелые лантаноиды от европия до лютеция. Япония — крупнейший в мире потребитель этих металлов — не имела до последнего времени собственных месторождений и полностью зависела от импорта из Китая. Поэтому открытие на дне океана у берегов Японии огромных, практически неисчерпаемых запасов глубоководных илов, обогащенных редкоземельными металлами, и полученная недавно более точная оценка их запасов — важнейшее событие как в научной, так и в экономической жизни не только Японии, но и всего мира: в результате может появиться новая отрасль по добыче редкоземельного сырья со дна океана.

До 2011 года выделялись три типа рудных полезных ископаемых, залегающих в океанах, — железомарганцевые конкреции (ЖМК), кобальто-марганцевые корки (КМК) и глубоководные полиметаллические сульфиды (ГПС). ЖМК и особенно КМК содержат в своем составе редкоземельные элементы, что делало их крайне привлекательными с точки зрения добычи. В 2011 году японские ученые сообщили об открытии еще одного вида морских полезных ископаемых, также обогащенных редкоземельными элементами иттриевой группы (REY — rare-earth elements and yttrium), — глубоководных илов, которые широко распространены на морском дне в Тихом океане (Y. Kato et al., 2011. Deep-sea mud in the Pacific Ocean as a potential resource for rare-earth elements). По первым оценкам, только на одном квадратном километре морского дна может залегать так много REY, что можно будет обеспечить одну пятую часть всей мировой потребности за год.

В ходе исследований были проанализированы около 80 образцов илов, поднятых с глубин от 3,5 до 6 км. Концентрация полезных компонентов в илах тогда оценивалась на уровне 1000–2200 ppm (миллионных долей) для иттрия и 200–400 ppm для тяжелых редкоземельных элементов (HREE — heavy rare-earth elements, от европия до лютеция). В наземных месторождениях концентрации могут быть на порядок больше, но потенциальные ресурсы морских месторождений огромны, а потребность Японии в собственном редкоземельном сырье крайне велика. Около 90% всех редкоземельных металлов в мире добывается на территории Китая, при этом 60% из них импортирует Япония. Китай постоянно вводит квоты и торговые ограничения, что негативно сказывается на развитии японской электронной и оборонной промышленности. Потенциальные риски, связанные с ограниченностью запасов редкоземельных металлов иттриевой группы, вызывают огромный интерес к коммерческой разработке ресурсов морского дна. Поэтому исследования были продолжены при поддержке различных научных и промышленных организаций и правительства Японии.

В 2013 году в северо-западной части Тихого океана в японской исключительной экономической зоне (ИЭЗ) у японского острова Минамитори (второе название — остров Маркус, рис. 1) в рейсе KR13-02 глубоководного научно-исследовательского судна KAIREI были обнаружены глубоководные илы с содержанием REY от 2000 до 5000 ppm и более (K. Iijima et al., 2016. Discovery of extremely REY-rich mud in the western North Pacific Ocean). Редкоземельные металлы были сконцентрированы в толще илов мощностью до 10 м, расположенных на глубине 5500–6000 метров. Илы были обогащены именно тяжелыми редкими землями, а их ресурсы были предварительно оценены как «огромные». Плюс ко всему, илы практически не содержали радиоактивных элементов (урана и тория), а их добыча и обогащение, на первый взгляд не представляли особых проблем. В связи с этим REY-содержащие глубоководные илы острова Минамитори были объявлены новым перспективным источником редкоземельных элементов, а исследования по возможности их добычи, обогащения и экономической оценке продолжились.

Помимо своей наземной территории, страны, выходящие к океанам и морям (прибрежные государства), в качестве своей минерально-сырьевой базы могут рассматривать и прилегающую территорию морского дна. Конвенция ООН по морскому праву 1982 года предоставила прибрежным государствам право устанавливать в прилегающих акваториях исключительную экономическую зону шириной до 200 морских миль (370,4 км), в которой признаются суверенные права на разведку и разработку природных сырьевых ресурсов.

Итогом очередного этапа изучения глубоководных редкоземельных илов района острова Минамитори является статья в журнале Scientific Reports, подготовленная группой японских ученых во главе с Ютаро Такайей (Yutaro Takaya) из Университета Васэда в Токио.

Глубоководные илы — практически неисчерпаемый источник редкоземельных металлов Геология, Наука, Минералы, Интересное, Редкоземельные элементы, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Рис. 2. Расположение изученного участка Тихого океана на батиметрической карте. Белым пунктиром обозначена исключительная экономическая зона Японии (на севере Япония настойчиво пытается включить в зону своих экономических интересов южные острова Курильской гряды с прилегающей акваторией). Разноцветными звездочками показаны места отбора проб в ходе проведения четырех разведочных рейсов. Белый прямоугольник — площадь, на которой проводился подсчет запасов. Рисунок из обсуждаемой статьи в Scientific Reports

Оценка ресурсов REY в глубоководных илах проводилась с помощью геоинформационной системы ArcGIS (версия ArcMAP 10.4), разработанной на основе метода обратных взвешенных расстояний (см.: Inverse distance weighting). Изученная территория площадью около 2500 км2 была разделена на 24 ячейки, в каждой из которых оценка производилась в 10 срезах (на глубинах от 0 до 10 м от поверхности) (рис. 2 и 3). В качестве базы для подсчета ресурсов использовались 573 образца, отобранные командой исследователей в ходе четырех исследовательских рейсов, а также 104 образца, полученных в предыдущих рейсах.

Глубоководные илы — практически неисчерпаемый источник редкоземельных металлов Геология, Наука, Минералы, Интересное, Редкоземельные элементы, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Рис. 3. Основанные на модельных расчетах карты среднего содержания REY в иле на разных глубинах от поверхности дна (от 0 до 10 м). Белыми точками обозначены места отбора проб. Рисунок из обсуждаемой статьи в Scientific Reports

Суммарные ресурсы всей площади по редкоземельным оксидам составляют около 16 млн тонн при среднем содержании REY 964 ppm. Иттрий и HREE составляют около 44% всех редкоземельных элементов на изученной территории: запасы иттрия — 4,4 млн тонн в пересчете на оксид, а запасы HREE — 2,6 млн тонн в пересчете на оксиды. Этих ресурсов достаточно, чтобы снабжать весь мир иттрием, европием, тербием и диспрозием в течение 780, 620, 420 и 730 лет соответственно. Особо перспективен участок В1 (размерами 9,9 км × 10,6 км = 105 км2) со средним содержанием REY около 1700 ppm. Объем ресурсов одного этого участка составляет 1,2 млн тонн редкоземельных оксидов, что может обеспечить годовой спрос на Y, Еu, Tb, и Dy на 62, 47, 32 и 56 лет, соответственно.

Ранее с помощью методов рентгеноспектрального анализа (анализа тонкой структуры спектров поглощения рентгеновских лучей) и микрорентгеновской флюоресценции (см.: Micro-X-ray fluorescence) было установлено, что главным минералом-концентратором REY в глубоководных илах является апатитовая минеральная фаза (фосфат кальция) (T. Kashiwabara et al., 2014. Determination of Host Phase of Lanthanum in Deep-sea REY-rich Mud by XAFS and µ-XRF Using High-energy Synchrotron Radiation). Авторы обсуждаемой статьи в Scientific Reports установили, что REY адсорбируются из морской воды присутствующим в илах биогенным фосфатом кальция (БФК) морских отложений. Они провели исследование БФК методами рентгеноспектрального микроанализа, лазерной абляции и масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой и выяснили, что содержание REY в БФК обычно превосходит 15000 ppm, иногда достигая 22000 ppm, и именно БФК является главным минералом-концентратором REY в глубоководных илах.

Главным недостатком морских руд по сравнению с наземными является низкое качество — низкое содержание в них полезных компонентов. Авторы предложили простой и недорогой способ обогащения морской редкоземельной руды прямо на месте добычи с помощью метода гидроциклонной сепарации, который затем может применяться и на промышленной стадии. Действие гидроциклонного сепаратора построено на отделении тяжелых/крупных зерен от легких/мелких. В ходе исследования использовался гидроциклонный сепаратор, задача которого заключалась в том, чтобы отделить фракцию с частичками больше 15 мкм, содержащую минералы-концентраторы редких земель, от шлама (жидкой глины). В гидроциклоне взвесь делилась на два потока: верхний (легкий) и нижний (тяжелый). Были взяты три пробы в точках с низким (722 ppm), средним (2315 ppm) и высоким (4802 ppm) содержанием REY. После разделения проб содержание REY составило соответственно: в верхнем потоке 429, 997 и 994 ppm, в нижнем — 1401, 6031 и 8902 ppm при выходе REY в нижнем потоке соответственно 70,7, 75,0 и 93%. Таким образом, было показано, что простейшая гидроциклонная сепарация позволяет прямо на месте добычи повысить качество руды примерно в два раза. Это делает добычу илов значительно более эффективной, снижая стоимость подъема руды на поверхность. Дальнейшее гранулометрическое обогащение, при котором селективно отсортировывались зерна БФК, составляющие самую грубую фракцию (38–100 мкм), позволили обогатить руду до 50 раз.

Результаты обсуждаемого исследования позволяют перевести редкоземельные глубоководные илы из категории потенциальных полезных ископаемых в категорию промышленных. У Японии появляется возможность стать независимой в вопросах обеспечения промышленности и экономики редкоземельными элементами, а у геологов всего мира — необходимость по-новому взглянуть на сырьевой потенциал Мирового океана.

Источник: Yutaro Takaya et al. The tremendous potential of deep-sea mud as a source of rare-earth elements // Scientific Reports. 2018. V. 8. DOI: 10.1029/2018GL077090.

Редкоземельные металлы

Редкоземельные металлы – группа из 17 химических элементов таблицы Менделеева. Они обладают одинаковым строением атомов, а также имеют схожие химические и физические свойства. Редкоземельные элементы применяются в различных промышленных сферах: в радиоэлектронике, атомной энергетике, машиностроении, химической промышленности и металлургии.

Редкоземельные металлы

Металлы, составляющие группу редкоземельных

По состоянию на 2019 г., в список редкоземельных металлов входят следующие химические элементы:

  1. Скандий: назван в честь Скандинавии.
  2. Иттрий: получил наименование в честь населенного пункта Иттербю, расположенного на территории современной Швеции.
  3. Лантан: в переводе с греческого языка наименование этого элемента означает «таинственный, скрытный».
  4. Церий: назван в честь римской богини Цереры и одноименной карликовой планеты в солнечной системе.
  5. Празеодим: в переводе с греческого языка наименование этого элемента обозначает «зеленый близнец».
  6. Прометий: назван в честь древнегреческого мифического персонажа Прометея.
  7. Неодим: в переводе с греческого языка означает «новый близнец».
  8. Самарий: получил наименование в честь минерала самарскит.
  9. Европий: назван в честь одноименной части света.
  10. Гадолиний: получил наименование в честь финского химика Юхана Гадолина.
  11. Диспрозий: в переводе с греческого языка наименование этого элемента означает «труднодоступный».
  12. Гольмий: назван в честь столицы Швеции – Стокгольма.
  13. Эрбий: получил наименование в честь шведской деревни Иттербю.
  14. Лютеций: назван в честь старинного названия столицы Франции, используемого древними римлянами.
  15. Иттербий: получил наименование в честь населенного пункта Иттербю.
  16. Тулий: получил наименование в честь сказочного острова Туле, описанного в скандинавской мифологии.
  17. Тербий: назван в честь деревни Иттербю.

Термин «редкоземельные» образован от словосочетания «редкие земли». Он объединяет химические элементы по следующим признакам:

  1. Вещества редко встречаются в естественной среде. В нынешнее время только 2% редкоземельных металлов добываются в земной коре. Извлечение металлов в большинстве случаев осуществляется из отходов производства минеральных удобрений. Добыча осуществляется с применением инновационных технологий.
  2. При взаимодействии с кислородом элементы образуют тугоплавкие, нерастворимые оксиды, называемые «землями».
  3. Представляют собой серебристо-белые металлы, тускнеющие при взаимодействии с воздухом в результате образования оксидной пленки.

Редкоземельный металл лантан является одним из самых дорогих химических элементов. При взаимодействии с алюминием он образует вещества с повышенной интенсивностью поглощения углерода и азота. Благодаря низкой активности по отношению к H2, его можно применять для изоляции водорода от окружающих газов.

Лантан

Редкоземельные соединения отличаются между собой по химической активности. Этот параметр возрастает от скандия до лантана. До лютеция химическая активность снижается до минимальных значений. Это явления обусловлено постепенным снижением расстояния между атомами и энергетическими уровнями.

В научной литературе редкоземельные металлы имеют следующие обозначения:

  1. TR: аббревиатура, обозначающая “редкие земли” (Terrae rarae).
  2. REE: сокращение английского словосочетания Rare-earth elements (редкоземельные элементы).
  3. REM: сокращение английского словосочетания Rare-earth metals (редкоземельные металлы).

В российских учебниках редкоземельные элементы обозначаются аббревиатурами РЗЭ или РЗМ.

История открытия редкоземельных металлов

Впервые редкоземельные металлы были изучены финским химиком Юханом Гадолином в конце XVIII столетия. В 1794 г. ученый во время изучения рудных образцов, найденных вблизи деревни Иттербю, открыл “редкую землю”, названную иттриевой. В начале XIX в. немецкий химик Мартин Клапрот создал первую классификацию редкоземельных соединений. Он раздел эти элементы 2 группы: иттриевые и цериевые.

Иттрий

Спустя несколько десятилетий шведский химик Мосандер выявил наличие новых редкоземельных металлов. В 1840-х г. ученый выделил из образцов “редких земель” окись церия, тербиевую и эрбиевую земли. К концу XIX столетия в мире было открыто 16 редкоземельных элементов. В XX в. был открыт последний редкоземельный металл — прометий. Ее исследованием занимались русские химики Маринский и Гленделин. На основе их экспериментов были проведены опыты по использованию осколков деления атомов урана в ядерном реакторе. По состоянию на 2019 г. группа редкоземельных металлов состоит из 17 химических соединений. В таблице Менделеева они расположены в ячейках 21, 39 – 57, 57 – 61.

Запасы редкоземельных элементов

Общее количество по массе редкоземельных металлов в природе составляет не более 0,02%. Чаще всего в недрах Земли находятся церий, лантан и неодим. Наименее распространенным соединением является Европий. Ее процентное содержание в недрах Земли составляет не более 0,0013% от его общей массе.

Запасы редкоземельных элементов

В мире редкоземельные металлы находятся в 240 минеральных веществах: фторидах, силикатах и фосфатах. 62 минерала используются в качестве промышленного сырья: монацит, апатит, бастнезит и эвксенит. Процентное соотношение РЗЭ в составе минеральных веществ неодинаково. В бастнезитах содержатся преимущественно представители цериевой подгруппы, в апатитах – иттриевой.

Редкоземельные элементы содержаться в естественной среде совместно, образуя сульфиды или галоидные соединения. Валентность веществ составляет не более 3+. В природе церий может образовывать четырехвалентные соединения, что обусловлено особенностями строения его электронной оболочки.

Основные запасы редкоземельных металлов содержатся в следующих странах:

  • США: 13000000 т;
  • Австралия: 1600000 т;
  • Бразилия: 36000 т;
  • Китай: 55000000 т;
  • Индия: 3100000 т;
  • Малайзия: 30000 т.

В России 90% редкоземельных элементов импортируется из других стран. Это обусловлено тем, что на российском рынке наблюдается низкий спрос на данные соединения. Из-за развития научно-технического прогресса наибольшее количество редкоземельных ресурсов потребляется развитыми странами Европы и Северной Америки.

Добыча

Добыча редкоземельных металлов из отходов фосфорных удобрений является одной из самых инновационных технологий. Наличие в породном отвале большого количества гипса обуславливает высокую водостойкость и механическую прочность сырья. Эта технология извлечения РЗМ позволяет добыть до 800 000 ценных химических элементов и утилизировать отходы при производстве фосфорных удобрений. Она представляет собой замкнутый цикл. В результате переработки минеральных удобрений выделяются строительный гипс и оксиды редкоземельных металлов: неодима, тербия, церия, диспрозия, празеодима и лантана.

Существуют 3 метода переработки отходов от производства удобрений:

  1. Разложение материала с помощью плавиковых или серных кислот: позволяет удалять из веществ оксиды азота в процессе реакции обмена.
  2. Хлорирование: атомы неметаллов сменяются на хлор в результате химической реакции замещения.
  3. Сплавление гидроксидами, растворимыми в воде: в результате реакции гидролиза из РЗМ удаляются сульфированные поверхностно-активные вещества.
  4. Химическое восстановление кальцием: осуществляется в бескислородной среде или в атмосфере аргона. Эта процедура позволяет избавиться от самых прочных химических окислов.

В результате образуется хлориды, сульфаты и оксиды, из которых извлекаются редкоземельные соединения. Для очистки РЗЭ от примесей используются технологии вакуумного переплава или дистилляции.

Добыча РЗМ

Наибольшее количество РЗМ добывается на территории США, Канады, Австралии и КНР. С 2010 г. спрос на эти химические соединения растет во многих индустриальных отраслях: машиностроении, электронике, ядерной энергетике и химической промышленности. Одним из крупнейших месторождений редкоземельных металлов является Bayan Obo, расположенное в Китае. Здесь содержится 44 млн. оксидов. Китай экспортирует сырье во многие страны Европы, Азии, Северной Америки и Африки. С 2010 г. КНР сокращает экспорт РЗМ, что связано с ростом потребления на внутреннем рынке. В результате во многих странах возникла физическая нехватка редкоземельных ресурсов.

В Российской Федерации добыча РЗМ из горных пород является нерентабельным занятием, что обусловлено низким потреблением этих металлов. Наибольшее количество редкоземельных элементов используют государственная корпорация “Ростехнологии” и предприятия оборонной промышленности. В России РЗМ добываются на территории Мурманской области и Республики Саха (Якутии). В данных регионах находятся крупнейшие месторождения редкоземельных металлов: Ловозерское и Томторское. С 2016 г. в РФ действует госпрограмма по созданию отраслевых предприятий, обеспечивающих российскую промышленность редкоземельными элементами. Она позволила улучшить методы добычи РЗМ и ликвидировала зависимости экономики России от импортных материалов.

Свойства редкоземельных металлов

Редкоземельные металлы имеют серебристый или желтый окрас. Они поддаются механической обработке и проводят электрический ток. Свойства РЗМ могут изменяться при переходе веществ из металлического состояния в парообразное. При высоком давлении и большой разнице в энергии атомные радиусы уменьшаются, что приводит к увеличению плотности простых веществ.

Тепловые свойства РЗМ

Физические свойства

Плотность РЗЭ составляет 6000–7000 кг/м 3 . Температура плавления вещества равняется 900 °С. Переход веществ в газообразное состояние осуществляется при температуре от 3500 °С. Наибольшим захватом тепловых нейтронов обладают гадолиний, самарий и европий. При нагревании до высоких температур элементы становятся пластичными и легко поддаются прокатке или ковке.

РЗМ обладают магнитными свойствами. Они относятся к классу парамагнетиков. Магнитная восприимчивость соединений зависит от их температуры. Гадолиний, Диспрозий и Гольмий располагают ферромагнитными свойствами. Они могут увеличить свое магнитное поле в несколько раз при нагреве до критических температур. В естественной среде большая часть редкоземельных металлов являются сверхпроводниками. Переход сверхпроводящее состояние осуществляется при охлаждении веществ до температуры -268,15 °С. Величина данного показателя зависит от избыточного давления.

Механические свойства

Механические свойства РЗЭ находятся в зависимости от количества примесей, содержащихся в веществе: кислорода, серы, азота и углерода. Ими обладают большинство представителей иттриевой и цериевой подгрупп. Чистые металлы, в которых содержится меньше 1% примесей, имеют твердость 500 Мпа. Этот показатель зависит от температуры химического соединения. При охлаждении вещества до 800 °С твердость элемента составляет 30 МПа. Если понизить температуру вещества до 550 °С, то оно полностью размягчится, что обусловлено полиморфным превращением.

Физические свойства лантаноидов

При температурах 20-800 °С повышается пластичность редкоземельных металлов. Во время нагревания внутренняя структура элементов переходит на кубическую модификацию. Во время растяжения РЗМ полностью разрушаются при давлении в 150 Мпа. При более низких значениях этого показателя соединения деформируются. Удельное растяжения металлов составляет не менее 12%.

Химические свойства

При взаимодействии с молекулами кислорода РЗЭ покрываются тонкой оксидной пленкой, защищающей металлы от физических деформаций и воздействия иных химических элементов. При высокой влажности вещества начинаются окисляться с большей интенсивностью и превращаются в щелочи. Данный химический процесс осуществляется при температурах до 250 °С. При дальнейшем нагревании в кислородной среде металлы начнут окисляться с выделением большого количества тепловой энергии.

Наибольшей реакционной способностью располагают скандий и иттрий. При нагревании до 400 °С они вступают в реакции с водородом, образуя гидриды. Полученные вещества имеют высокую плотность и могут взаимодействовать с солями. Церий обладает свойством пирофорности. При разрезании этого элемента на воздухе образуется множество искр. В этом случае выделяется до 220 ккал тепла.

Химические свойства РЗЭ

Степень окисления редкоземельных соединений равняется +3. Поэтому эти способы образовывать тугоплавкие, твердые и крепкие оксиды. При взаимодействии с водой РЗМ образуют малорастворимые гидроксиды. Растворимость элементов зависит от ряда активности и свойств амфотерности. Из-за высокой активности металлов, соли редкоземельных соединений быстро растворяются в сильных кислотах, относящихся к минеральной группе химических веществ. При взаимодействии РЗМ с неметаллами VI – VII групп получаются галогены. РЗЭ могут вступать в реакцию с селеном, бромом, йодом при нагревании. Они инертны к большинству растворимых гидроксидов.

Применение редкоземельных металлов

Редкоземельные металлы нашли применение в следующих областях:

  1. Производство винчестеров и звуковых динамиков.
  2. Изготовление фотокамер, телескопических объективов, проекторов, приспособлений для студийного освещения и аккумуляторов.
  3. Переработка сырой нефти.
  4. Разработка усиленных металлов и стекол, применяющихся в авиационных моторах и защитных масках для строителей.
  5. Создание жидкокристаллических дисплеев, аппаратов для МРТ, рентгеновских систем, энергосберегающих ламп и ядерных реакторов.

Применение РЗМ

Также РЗЭ используются для изготовления добавок и эмалей, необходимых для модификации материалов. Они улучшают пластичность и прочность сырья, что увеличивает срок службы различных аппаратов и металлических устройств. Благодаря повышенной скорости поглощения окисей углерода и азота, РЗМ могут применяться в водородных тиратронах в качестве изолирующего материала.

Применение редкоземельных элементов оказывает негативное влияние на экологию планеты. В результате добычи и производства РЗЭ в атмосферу выбрасывается большое количество вредных веществ и токсинов, включая углерод. В настоящее время разрабатываются технология определения токсичности РЗМ при помощи биотестирования. Ученые создают биосенсоры, определяющие влияние металлов на организм человека при помощи специальных биосенсоров. При изготовлении тестовых приспособлений используются экологически чистые материалы: Paramecium Bursaria и водоросли Chlorella.

Читайте также: