Inhalt
- Was sind Seltenerdelemente (REEs)?
- Verwendung von Seltenerdelementen
- Kritische Verteidigungsanwendungen
- Seltenerdelement-Ausblick
Produktion von Seltenerdelementen: Diese Grafik zeigt die Geschichte der Produktion von Seltenerdelementen in Tonnen Seltenerdoxidäquivalent zwischen 1950 und 2017. Sie zeigt deutlich den Markteintritt der Vereinigten Staaten Mitte der 1960er Jahre, als das Farbfernsehen die Nachfrage explodierte. Als China in den späten 1980er und frühen 1990er Jahren begann, Seltene Erden zu sehr niedrigen Preisen zu verkaufen, mussten die Minen in den Vereinigten Staaten geschlossen werden, weil sie keinen Gewinn mehr erzielen konnten. Als China 2010 die Exporte drosselte, stiegen die Preise für Seltene Erden in die Höhe. Das motivierte neue Produktionen in den USA, Australien, Russland, Thailand, Malaysia und anderen Ländern. 2016 wurde die Produktion von Seltenen Erden in den USA eingestellt, da die einzige verbleibende Mine für Pflege und Wartung verwendet wurde.
REE-Periodensystem: Die Seltenerdelemente sind die 15 Elemente der Lanthanoid-Reihe plus Yttrium. Scandium kommt in den meisten Ablagerungen von Seltenerdelementen vor und wird manchmal als Seltenerdelement klassifiziert. Bild von.
Was sind Seltenerdelemente (REEs)?
Seltenerdelemente sind eine Gruppe von siebzehn chemischen Elementen, die im Periodensystem zusammen vorkommen (siehe Bild). Die Gruppe besteht aus Yttrium und den 15 Lanthaniden (Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium und Lutetium). Scandium kommt in den meisten Ablagerungen von Seltenerdelementen vor und wird manchmal als Seltenerdelement klassifiziert. Die Internationale Union für Reine und Angewandte Chemie nimmt Scandium in ihre Seltenerdelementdefinition auf.
Die Seltenerdelemente sind alle Metalle, und die Gruppe wird oft als "Seltenerdmetalle" bezeichnet. Diese Metalle haben viele ähnliche Eigenschaften, und das führt oft dazu, dass sie in geologischen Ablagerungen zusammen gefunden werden. Sie werden auch als "Seltenerdoxide" bezeichnet, da viele von ihnen typischerweise als Oxidverbindungen verkauft werden.
Verwendung von Seltenerdelementen: Diese Grafik zeigt die Verwendung von Seltenerdelementen in den USA im Jahr 2017. Viele Fahrzeuge verwenden in ihren Abgassystemen Seltenerdkatalysatoren zur Luftreinhaltung. Eine große Anzahl von Legierungen wird durch die Zugabe von Seltenerdmetallen haltbarer. Glas, Granit, Marmor und Edelsteine werden häufig mit Ceroxidpulver poliert. Viele Motoren und Generatoren enthalten Magnete aus Seltenerdelementen. Phosphore, die in Digitalanzeigen, Monitoren und Fernsehgeräten verwendet werden, werden mit Oxiden der Seltenen Erden erzeugt. Die meisten Batterien für Computer, Mobiltelefone und Elektrofahrzeuge werden aus Seltenerdmetallen hergestellt.
Verwendung von Seltenerdelementen
Seltenerdmetalle und Legierungen, die sie enthalten, werden in vielen Geräten verwendet, die täglich verwendet werden, z. B. Computerspeicher, DVDs, wiederaufladbare Batterien, Mobiltelefone, Katalysatoren, Magnete, Leuchtstofflampen und vieles mehr.
In den letzten zwanzig Jahren gab es eine explosionsartige Nachfrage nach vielen Artikeln, die Seltenerdmetalle benötigen. Vor 20 Jahren gab es nur sehr wenige Mobiltelefone, heute sind es über 7 Milliarden. Die Verwendung von Seltenerdelementen in Computern ist fast so schnell gewachsen wie bei Mobiltelefonen.
Viele wiederaufladbare Batterien werden mit Seltenerdverbindungen hergestellt. Die Nachfrage nach Batterien wird durch die Nachfrage nach tragbaren elektronischen Geräten wie Mobiltelefonen, Lesegeräten, tragbaren Computern und Kameras getrieben.
In Batterien, die jedes Elektrofahrzeug und Hybrid-Elektrofahrzeug antreiben, befinden sich mehrere Pfund seltener Erden. Angesichts der Sorge um Energieunabhängigkeit, des Klimawandels und anderer Probleme beim Verkauf von Elektro- und Hybridfahrzeugen wird die Nachfrage nach Batterien aus Seltenerdverbindungen noch schneller steigen.
Seltene Erden werden als Katalysatoren, Leuchtstoffe und Poliermittel verwendet. Diese werden zur Luftreinhaltung, für beleuchtete Bildschirme an elektronischen Geräten und zum Polieren von Glas in optischer Qualität verwendet. Alle diese Produkte werden voraussichtlich eine steigende Nachfrage erfahren.
Andere Substanzen können die Seltenerdelemente in ihren wichtigsten Verwendungen ersetzen. Diese Ersatzstoffe sind jedoch in der Regel weniger effektiv und kostenintensiv.
Von den 1950er bis in die frühen 2000er Jahre war Ceroxid ein sehr beliebter Lapidarpolitur. Es war günstig und sehr effektiv. Die jüngsten Preiserhöhungen haben die Verwendung von Ceroxid beim Gesteinssturz und in der Lapidariumskunst nahezu beseitigt. An seiner Stelle werden jetzt andere Arten von Polituren wie Aluminium- und Titanoxid verwendet.
Kritische Verteidigungsanwendungen
Seltenerdelemente spielen eine wesentliche Rolle in unserer Landesverteidigung. Das Militär verwendet Nachtsichtbrillen, Präzisionswaffen, Kommunikationsausrüstung, GPS-Ausrüstung, Batterien und andere Verteidigungselektronik. Dies verschafft dem US-Militär einen enormen Vorteil. Seltenerdmetalle sind Schlüsselbestandteile für die Herstellung sehr harter Legierungen in gepanzerten Fahrzeugen und Projektilen, die beim Aufprall zersplittern.
In einigen Verteidigungsanwendungen können Ersatzstoffe für Seltenerdelemente verwendet werden. Diese Substitute sind jedoch in der Regel nicht so wirksam, und dies mindert die militärische Überlegenheit. Mehrere Verwendungen von Seltenerdelementen sind in der beigefügten Tabelle zusammengefasst.
Seltenerdelement-Ausblick
Die weltweite Nachfrage nach Automobilen, Unterhaltungselektronik, energieeffizienter Beleuchtung und Katalysatoren wird in den nächsten zehn Jahren voraussichtlich rapide zunehmen. Die Nachfrage nach Seltenerdmagneten wird voraussichtlich ebenso zunehmen wie die Nachfrage nach wiederaufladbaren Batterien. Neue Entwicklungen in der Medizintechnik werden voraussichtlich den Einsatz von chirurgischen Lasern, Magnetresonanztomographen und Positronenemissionstomographen für Szintillationsdetektoren verstärken.
In all diesen Branchen werden Seltenerdelemente in hohem Maße verwendet, weshalb die Nachfrage nach ihnen hoch bleiben sollte.