Miért ritkák a ritkaföldfémek? Vagy egyáltalán nem is ritkák?

A periódusos rendszerben 17 ritkaföldfém található. A ritkaföldfémek számos olyan hasznos tulajdonsággal rendelkeznek, amelyek miatt a technológiai és az energiaiparban igen keresettek. Ez a 17 fémből álló gyűjtemény a periódusos rendszer alján található 15 fémes elemet, valamint az ittrium és a szkandium elemeket tartalmazza.

Ezek közül a legértékesebbek a neodímium, a prazeodímium, a terbium és a diszprózium, amelyek szupererős miniatürizált mágnesként működnek. Ez az elektronika, többek között az okostelefonok, az elektromos autók akkumulátorai és a szélturbinák létfontosságú eleme. Korlátozott globális kínálatuk azonban nagy gondot jelent a kormányok és a vállalatok számára. Szükségük van ezekre a fémekre, hogy továbbra is mindenféle modern alapvető fontosságú terméket gyárthassanak.

Miért olyan ritkák a ritkaföldfémek?

Kiderült, hogy valójában nem is olyan ritkák. Az Amerikai Földtani Intézet tanulmánya megállapította, hogy a legtöbb ritkaföldfém ugyanabban a nagyságrendben van, mint az olyan közönséges fémek, mint a réz és a cink. — írja a Live Science. Természetesen nem olyan ritkák, mint az olyan fémek, mint az ezüst, az arany és a platina. Bár az elemek meglehetősen gyakoriak, természetes forrásaikból nagyon nehéz őket kivonni.

A probléma az, hogy egyszerűen nem koncentrálódnak annyira egy helyen. Körülbelül 300 milligramm/kilogramm ritkaföldfém található az Egyesült Államok összes palaüzemeiben. Ennyit kapnánk, ha ásnánk egy gödröt a hátsó kertünkben. A fémek általában különböző geológiai folyamatok, például lávafolyás, hidrotermikus tevékenység és hegységképződés következtében koncentrálódnak a földkéregben. A ritkaföldfémek szokatlan kémiája azonban azt eredményezi, hogy ezek a fémek általában nem gyűlnek össze. Következésképpen ezen elemek nyomai szétszóródnak az egész bolygón, ami különösen gazdaságtalanná teszi ezen anyagok bányászatát.

Alkalmanként a föld alatti rendkívül savas körülmények némileg megnövelhetik a ritkaföldfémek mennyiségét bizonyos területeken. De ezeknek a nehezen megfogható, feldúsult helyeknek a megtalálása csak az első kihívás. A ritkaföldfémek természetesen három pozitív töltéssel rendelkeznek, és hihetetlenül erős ionos kötéseket alkotnak a foszfát ionokkal, amelyek mindegyike három negatív töltéssel rendelkezik. A kivonási folyamatnak tehát le kell küzdenie a pozitív fém és a negatív foszfát közötti nagyon erős vonzást, ami nem kis feladat.

A ritkaföldfém-ércek kémiailag nagyon stabil ásványok. Lebontásuk sok energiát és kémiai intenzitást igényel. Ez a folyamat gyakran nagyon alacsony pH-t, nagyon agresszív körülményeket és nagyon magas hőmérsékletet igényel, mivel az érceket összetartó kötések nagyon erősek. Ez a tiszta elem kinyerésének nehézsége adja a ritkaföldfémek nevét. Egyes kutatók új módszereken dolgoznak, hogy újrahasznosítsák és kivonják ezeket az értékes fémeket a régi elektronikai és ipari hulladékokból, hogy csökkentsék a jelenlegi készletekre nehezedő nyomást. Mások megpróbálják új vegyületekben reprodukálni a szokatlan mágneses és elektronikus tulajdonságokat.

Egyelőre azonban nincs helyettesítője a ritkaföldfémeknek, még akkor sem, ha a kereslet az egekbe szökik.

Ezeket a cikkeket is érdemes elolvasni:

• Ezt mondd a feleségednek: 8 ok, amiért nagyon jót tesz a sör az egészségnek
• Így lesz vége a világnak: egy sugárzás fogja elpusztítani