Классификация редких металлов

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Классификация редких металлов

01.02.2020

В периодической системе редкие элементы распределяются по разным группам и соответственно обладают разными свойствами.

На рис. 188 редкие элементы выделены штриховкой.

Рассматривая исторически сложившуюся промышленную классификацию металлов, можно редкие металлы подразделить на пять групп по некоторым общим признакам: близости физико-химических свойств, совместному нахождению в рудном сырье и сходству методов выделения из сырья.

I группа — легкие редкие металлы: литий, бериллий, рубидий и цезий. Металлы этой группы обладают малым удельным весом и высокой химической активностью. Наибольшее промышленное применение имеют литий, бериллий и цезий. Литий и бериллий применяются в некоторых новых сплавах цветных металлов, бериллий еще и в атомной технике, цезий — для изготовления фотоэлементов. Легкие редкие металлы получаются либо электролизом расплавленных солей, либо восстановлением их другими металлами при высокой температуре т. е. металло-термическими методами.

II группа — тугоплавкие редкие металлы: титан, цирконий, ванадий, ниобий, тантал, молибден, вольфрам. Металлы этой группы имеют температуру плавления не ниже 1660°; некоторые соединения их отличаются высокой твердостью и химической устойчивостью, в частности, карбиды W, Ti, V, Nb, Ta и др. Карбиды вольфрама и титана служат основными материалами для производства твердых сплавов. Все эти металлы используются главным образом в качестве легирующих добавок в специальные высококачественные стали.

В связи с высокими температурами плавления тугоплавкие металлы получают в виде порошков восстановлением из различных соединений. Компактный металл их превращают прессованием и спеканием (металлокерамический способ).

III группа — рассеянные редкие металлы — галлий, индий, таллий, германий, гафний, рений и металлоиды селен и теллур. Металлы этой группы отличаются малой концентрацией месторождений и малой распространенностью собственных минералов. Индий, галлий, таллий и германий ассоциируются в природе с сульфидными свинцово-цинковыми и медными минералами и концентрируются в промежуточных продуктах и отходах свинцового, цинкового и медного производства. Галлий, кроме того, встречается в бокситах и извлекается из промежуточных продуктов и отходов алюминиевого производства. Германий в наибольших количествах концентрируется в золе некоторых каменных углей и в продуктах коксования. Гафний — спутник циркония и рений — спутник молибдена извлекаются попутно при производстве циркония и молибдена. Селен и теллур сопутствуют главным образом медным сульфидным минералам и извлекаются либо из продуктов металлургического передела рудного сырья, либо из продуктов сернокислотного производства.

IV группа — редкоземельные редкие металлы (лантаноиды).

К этой группе относятся лантан и следующие за лантаном 14 элементов (начиная от церия, имеющего порядковый номер 58, до лутеция, имеющего порядковый номер 71).

Большинство исследователей включает в группу редкоземельных элементов, кроме лантаноидов, также скандий и иттрий, относящиеся к той же подгруппе периодической системы. Всего в группу редкоземельных элементов входит 17 элементов. Иногда к ним относят и торий, который по своим свойствам близок к четырехвалентному церию. Некоторые исследователи причисляют к редкоземельным элементам также и уран главным образом ввиду его сходства с торием. Наиболее целесообразно рассматривать редкоземельные элементы без урана и тория.

В периодической системе большая часть редкоземельных элементов, а именно лантаноиды, занимают совершенно особое положение, так как они имеют общие особые свойства и в рудном сырье всегда сопутствуют друг другу.

При переработке сырья их обычно сначала выделяют в виде смеси окислов или других соединений и отделяют друг от друга с большим трудом.

Для получения редкоземельных металлов из соединений обычно применяют метод электролиза расплавленных хлоридов или фторидов.

Редкоземельные металлы и их соединения имеют сравнительно ограниченное применение. Наиболее широко применяются церий и лантан. Сплав цериевых металлов — мишметалл — используется как активный восстановитель и раскислитель в металлургии, лантан применяется в производстве оптических стекол.

V группа — радиоактивные редкие металлы.

К этой группе относятся естественные радиоактивные элементы: полоний, радий, актиний и актиноиды (торий, протактаний, уран) и искусственно полученные в результате ядерно-химических реакций трансурановые элементы: нептуний, плутоний, америций, кюрий, берклий, калифорний, атений и центрий;

Актиноиды аналогично лантаноидам характеризуются общностью физико-химических свойств.

Особенности технологии и применения радиоактивных элементов определяются радиоактивными свойствами.

В рудном сырье естественные радиоактивные элементы встречаются совместно, им часто сопутствуют редкоземельные металлы. Потребность в радиоактивных металлах и интерес к ним в последнее время резко возросли в связи с производством атомной энергии.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: