Редкие и редкоземельные металлы: какие они и для чего нужны
С каждым годом в промышленное использование вовлекаются все новые элементы, включая редкоземельные. Их применение приводит к технической революции во многих областях жизни человека, а значит, на «редкие земли» большой спрос. Но интересно, что история их изучения насчитывает более двухсот лет, с тех самых пор, как финский химик Юхан Гадолин в 1794 году открыл первый химический элемент группы редкоземельных металлов – иттрий – в минерале иттербите, позже переименованном в гадолинит. Впервые такой минерал обнаружили в шахте возле шведской деревни Иттерби, а состоял он из смеси иттербия, церия и других, менее ценных, веществ.
Спустя столетия, разработанные учеными аналитические методы помогли выявлять все новые элементы. Так что же это такое – редкоземельные металлы – для чего они нужны и где их находят?
Такое название они получили потому, что промышленно добыть их непросто, они редко встречаются в концентрированном виде, при этом название «редкие земли» (Terra Rara – TR) сложилось исторически и обозначает только группу элементов, не связывая ее с распространенностью их в природе.
![]()
Лопарит – главный на сегодня источник редкоземельных металлов в России. Из лопаритового концентрата, помимо редкоземельных металлов, незаменимых при производстве автомобильных каталитических нейтрализаторов выхлопных газов, получают тантал, титан и ниобий. Первый нужен при производстве электроники, химического оборудования, оптики. Второй – в авиации и ракетостроении. Третий – при легировании сталей, изготовления полупроводников, в атомной промышленности.
Редкоземельные элементы имеют широкое применение в современных высоких технологиях, входят в состав самых важных и дорогих компонентов магнитных, оптических, лазерных, электронных устройств.
Возьмем современный смартфон. Для его производства необходимы сразу несколько редкоземельных элементов: гадолиний, европий, иттрий – для дисплеев, динамиков и электронных схем, диспрозий и тербий — для сохранения свойств при температурных перепадах, лантан – для электросхем, неодим и празеодим для магнитов, церий — для шлифованного стекла.
Редкоземельные скандий, иттрий и 15 лантаноидов применяют для самых разных целей. Тугоплавкий скандий повышает прочность материалов, усиливает свечение, иттрий – жаропрочность и долговечность материалов, улучшает качество свечения, лантан – пластичность и химическую устойчивость материалов, церий – электропроводность, работает как катализатор.
Празеодим улучшает свойства сверхпроводников и сплавов, его используют в лазерах и для получения пигментов, а неодим – в магнитах, лазерах и излучателях. Сверхмощные постоянные магниты на основе сплава неодима необходимы для двигателей электромобилей, генераторов ветряков, небольших электро- и гидростанций. Любопы