Какие есть редкоземельные металлы: полный перечень, свойства и их значение для экономики
В современном мире существует группа химических элементов, без которых невозможно представить нашу повседневную жизнь. Они есть в экране вашего смартфона, в аккумуляторе электромобиля, в турбине ветряной электростанции и даже в медицинском оборудовании. Это так называемые «витамины промышленности». В этой статье мы детально разберем, какие есть редкоземельные металлы, почему они критически важны для мировой экономики и где их добывают.
Читайте также: какой металл самый легкий
Что такое редкоземельные металлы и почему они так называются?
Прежде чем переходить к списку, стоит разобраться с терминологией. С научной точки зрения, редкоземельные металлы это группа из 17 химических элементов. В нее входят 15 лантаноидов (элементов с атомными номерами от 57 до 71), а также скандий и иттрий. Последние два присоединили к этой группе из-за того, что их физические и химические свойства очень похожи на лантаноиды, и они часто встречаются в одних и тех же рудных залежах.
Существует распространенный миф, что эти металлы чрезвычайно редкие. На самом деле название «редкоземельные» сложилось исторически в XVIII–XIX веках. Тогда добыча этих элементов была сложной, а их оксиды напоминали «земли» (старое название тугоплавких оксидов). По своей распространенности в земной коре некоторые из них (например, церий) встречаются чаще, чем медь или свинец. Сложность заключается не в их отсутствии, а в том, что они крайне рассеяны и редко образуют концентрированные месторождения, пригодные для экономически выгодной добычи.
Классификация и список элементов
Чтобы понять структуру этой группы, эксперты обычно разделяют ее на две подгруппы по атомному весу и электронному строению. Вот детальный редкоземельные металлы перечень, который используется в мировой геологии и металлургии:
Легкие редкоземельные металлы (LREE)
Эти элементы более распространены, но стоят дешевле. К ним относятся:
- Лантан (La)
- Церий (Ce) – самый распространенный из всей группы.
- Празеодим (Pr)
- Неодим (Nd) – критически важен для производства магнитов.
- Прометий (Pm) – радиоактивный, в природе почти не встречается.
- Самарий (Sm)
- Европий (Eu)
- Гадолиний (Gd)
Тяжелые редкоземельные металлы (HREE)
Они менее распространены, сложнее в добыче и значительно дороже. Именно они часто определяют геополитическую борьбу за ресурсы:
- Тербий (Tb)
- Диспрозий (Dy)
- Гольмий (Ho)
- Эрбий (Er)
- Тулий (Tm)
- Иттербий (Yb)
- Лютеций (Lu)
- Иттрий (Y) – хоть и легкий по весу, по свойствам отнесен к тяжелой группе.
Отдельно стоит Скандий (Sc), который является самым легким из всех редкоземельных элементов и часто рассматривается отдельно из-за специфики добычи.
Детальный обзор ключевых элементов и сфер их применения
Когда пользователи спрашивают, какие есть редкоземельные металлы, их часто интересует практическое применение. Вот несколько важнейших примеров:
- Неодим (Nd) и Диспрозий (Dy): Это сердце «зеленого перехода». Сплав неодим-железо-бор позволяет создавать самые мощные в мире постоянные магниты. Они используются в двигателях электромобилей (Tesla, BYD и т.д.) и в генераторах ветряных турбин. Диспрозий добавляют, чтобы магниты не теряли свойств при высоких температурах.
- Европий (Eu) и Тербий (Tb): Отвечают за цвета. Раньше они были незаменимы в кинескопах цветных телевизоров, а сейчас используются в LED-экранах смартфонов и энергоэффективных лампах для создания красного и зеленого люминофоров.
- Лантан (La): Широко применяется в производстве линз для профессиональных камер и смартфонов (увеличивает показатель преломления стекла), а также в никель-металлогидридных аккумуляторах гибридных авто.
- Скандий (Sc): В сочетании с алюминием образует сверхлегкий и прочный сплав для авиакосмической отрасли (детали самолетов, ракет) и спортивного инвентаря (профессиональные велосипедные рамы).
Где добывают редкоземельные металлы: география запасов
Рынок редкоземельных металлов долгое время был монополизирован Китаем, который контролирует около 60% добычи и более 85% переработки этих элементов. Это создает определенные риски для мировой экономики.
Однако залежи существуют и в других странах: США, Австралии, Индии, Бразилии и Вьетнаме. Особое место занимает Украина. По оценкам геологов, недра Украины содержат значительные залежи редкоземельных руд (в частности, в пределах Украинского щита), что делает страну потенциально важным игроком на европейском рынке ресурсов. Развитие собственной добычи может уменьшить зависимость Европы от азиатского импорта.
Почему эти металлы называют «нефтью XXI века»?
В XX веке войны и экономические кризисы часто возникали из-за доступа к нефти. В XXI веке фокус смещается на технологические металлы. Переход на возобновляемую энергетику, цифровизация экономики и развитие оборонных технологий (лазеры, системы наведения) невозможны без стабильной поставки 17 элементов, о которых мы упомянули выше.
Дефицит даже одного элемента, например неодима, может остановить конвейеры автогигантов или производство новейшей электроники.
Вывод
Подытоживая, какие есть редкоземельные металлы и какова их роль, можно уверенно сказать: это фундамент высокотехнологичного будущего человечества. От лантана до лютеция – каждый из 17 элементов выполняет свою уникальную функцию, делая гаджеты меньше, автомобили экологичнее, а материалы прочнее. Понимание их ценности и диверсификация источников добычи – ключевая задача для глобальной экономической безопасности на ближайшие десятилетия.
