Kov z dysprosia je mäkké, lesklé striebro prvok vzácnych zemín (REE), ktorý sa používa v permanentných magnetoch vďaka svojej paramagnetickej pevnosti a vysokej teplote.
vlastnosti
- Atómový symbol: Dy
- Atómové číslo: 66
- Kategória prvkov: Lanthanidový kov
- Atómová hmotnosť: 162,50
- Teplota topenia: 1412 ° C
- Teplota varu: 2567 ° C
- Hustota: 8,551 g / cm3
- Tvrdosť podľa Vickersa: 540 MPa
charakteristika
Aj keď je kovový dysprosium relatívne stabilný na vzduchu pri okolitých teplotách, reaguje so studenou vodou a pri kontakte s kyselinami sa rýchlo rozpúšťa. V kyseline fluorovodíkovej bude však ťažký kov vzácnych zemín tvoriť ochrannú vrstvu fluoridu dysprosia (DyF).3).
Hlavnou aplikáciou mäkkého strieborného kovu sú permanentné magnety. Je to spôsobené skutočnosťou, že čisté dysprosium je silne paramagnetické nad -93°C (-136°F), čo znamená, že je priťahované magnetický polia v širokom rozmedzí teplôt.
Spolu s holmiiom má dysprosium tiež najväčší magnetický moment (sila a smer ťahu ovplyvnené magnetickým poľom) ktoréhokoľvek prvku.
Vysoká teplota topenia Dysprosia a prierez absorpcie neutrónov tiež umožňujú použitie v tyčiach jadrového dozoru.
Kým dysprosium bude fungovať bez iskrenia, nie je komerčne používané ako čistý kov alebo ako konštrukcia zliatiny.
Podobne ako iné prvky lantanidu (alebo vzácnych zemín) je dysprosium najčastejšie v rudných telách spojené s inými prvkami vzácnych zemín.
histórie
Francúzsky chemik Paul-Emile Lecoq de Boisbadran prvýkrát rozpoznal dysprosium ako nezávislý prvok v roku 1886, keď analyzoval oxid erbia.
Vzhľadom na intímnu povahu REE de de Boisbaudran spočiatku skúmal nečistý oxid ytria, z ktorého čerpal erbium a terbium pomocou kyseliny a amoniaku. Bolo zistené, že oxid Erbium sám obsahuje dva ďalšie prvky, holmium a tulium.
Keď de Boisbaudran pracoval vo svojom dome, prvky sa začali prejavovať ako ruské bábiky a potom, čo Vďaka 32 kyslým sekvenciám a 26 zrážkam amoniaku bol de Boisbaudran schopný identifikovať dysprosium ako jedinečný prvok. Nový prvok pomenoval po gréckom slove dysprositos, čo znamená „ťažko dostupné“.
Čistejšie formy prvku pripravil v roku 1906 Georges Urbain, zatiaľ čo čistá forma (podľa dnešných) štandardy) prvku sa nevyrábali až v roku 1950, po vývoji separácie iónov a metalografický redukčné techniky Frank Harold Spedding, priekopník výskumu vzácnych zemín, a jeho tím v laboratóriu Ames.
Laboratórium Ames, spolu s Laboratóriom námornej výzbroje, bolo tiež ústredné pri vývoji jedného z prvých hlavných použití pre dysprosium, Terfenol-D. Magnetostrikčný materiál sa skúmal v 70. rokoch 20. storočia a komercializoval sa v 80. rokoch 20. storočia na použitie v námorných sonaroch, magneticko-mechanických snímačoch, ovládačoch a prevodníkoch.
Používanie dysprosia v permanentných magnetoch tiež rástlo so vznikom neodýmu -železo-bor (NdFeB) magnety v osemdesiatych rokoch. Výskum spoločností General Motors a Sumitomo Special Metals viedol k vytvoreniu týchto silnejších, lacnejších verzií prvého stáleho (samarium-kobalt), ktoré boli vyvinuté pred 20 rokmi.
Pridanie 3 až 6 percent dysprosia (podľa hmotnosti) k magnetickej zliatine NdFeB zvyšuje Curie magnetu bod a koercitivita, čím sa zlepší stabilita a výkon pri vysokých teplotách a zároveň sa zníži demagnetizácie.
NdFeB magnety sú dnes štandardom v elektronických aplikáciách a hybridných elektrických vozidlách.
REE vrátane dysprosia sa v roku 2009 dostali do centra pozornosti svetových médií potom, čo obmedzenia čínskych vývozov prvkov viedli k nedostatkom dodávok a záujmu investorov o kovy. To zasa viedlo k prudko sa zvyšujúcim cenám a významným investíciám do rozvoja alternatívnych zdrojov.
výroba
Nedávna pozornosť médií skúmajúca globálnu závislosť od čínskej výroby REE často zdôrazňuje skutočnosť, že krajina predstavuje zhruba 90% celosvetovej produkcie REE.
Aj keď niekoľko druhov rúd vrátane monazitu a bastnasitu môže obsahovať dysprosium, zdroje s najvyššou úrovňou percento obsiahnutého dysprosia sú ióny adsorpcie iónov provincie Jiangxi, Číny a xenotímových rúd v južnej Číne a Malaysia.
V závislosti od typu rudy sa musia použiť rôzne hydrometalurgické techniky, aby bolo možné extrahovať jednotlivé REE. Plávajúca pena a praženie koncentráty sú najbežnejšou metódou extrakcie síranu vzácnych zemín, prekurzorovej zlúčeniny, ktorá sa následne môže spracovávať pomocou iónovej výmeny posunutie. Výsledné dysprosiové ióny sa potom stabilizujú fluórom za vzniku dysprosiumfluoridu.
Fluorid Dysprosium možno redukovať na kovové ingoty zahrievaním vápnikom pri vysokých teplotách v tantalových téglikoch.
Celosvetová produkcia dysprosia je obmedzená na asi 1800 metrických ton (obsiahnutých dysprosium) ročne. To predstavuje iba asi 1 percento všetkej rafinovanej vzácnej zeminy každý rok.
Medzi najväčších výrobcov vzácnych zemín patria Baotou Steel Rare Earth Hi-Tech Co., China Minmetals Corp. a Aluminium Corp. Číny (CHALCO).
aplikácia
Najväčším spotrebiteľom dysprosia je zďaleka priemysel s permanentnými magnetmi. Takéto magnety dominujú na trhu vysokovýkonných trakčných motorov, ktoré sa používajú v hybridných a elektrických vozidlách, generátoroch veterných turbín a pevných diskoch.
Kliknite tu Prečítajte si viac o aplikáciách dysprosia.
zdroj:
Emsley, John. Prírodné stavebné bloky: Sprievodca prvkami A-Z.
Oxford University Press; Nová edícia vydania (september 14 2011)
Arnold Magnetic Technologies. Dôležitá úloha dysprosia v moderných permanentných magnetoch. 17. januára 2012.
Britský geologický prieskum. Prvky vzácnych zemín. November 2011.
URL: www.mineralsuk.com
Kingsnorth, Prof. Dudley. „Môže Čína prežiť dynastiu vzácnych zemín“. Čínska konferencia o priemyselných mineráloch a trhoch. Prezentácia: 24. september 2013.
Nasledujte Terence Google+