Вы когда-нибудь задумывались, что связывает изящную фарфоровую чашку, мощный смартфон и космический спутник? Нет? А связь есть, и имя ей — редкоземельные металлы.
Их история началась не в лаборатории, а в попытках разгадать главную промышленную тайну Средневековья — секрет китайского фарфора. В его основе лежит каолин, белая огнеупорная глина, которая и даёт фарфору его знаменитые белизну и прочность. «Белое золото», которое везли из Китая в Европу за огромные деньги, не давало покоя алхимикам и учёным.
В начале XVIII века поиски секрета увенчались успехом в Саксонии. Молодой алхимик Иоганн Бётгер, под надзором учёного Чирнхауза, вместо того чтобы делать золото, открыл рецепт европейского фарфора. Завод в Майсене работает до сих пор, а по всей Европе начали искать месторождения подходящего сырья — залежи каолина, полевого шпата и кварца — для его производства.
Одна из таких мануфактур открылась и в Стокгольме. В качестве сырья здесь использовали превосходный полевой шпат и кварц, доставляемые из деревни Иттербю (Ytterby) на острове Ресарё, примерно в 20 километрах от Стокгольма.
Именно здесь, в 1787 году, в карьере по добыче сырья для фарфора был найден странный тяжёлый чёрный минерал. Его назвали иттербит.
Исследованием минерала занялся финско-шведский химик Юхан Гадолин. В 1794 году он обнаружил, что в минерале скрывается нечто совершенно новое — «иттриевая земля» (оксид нового металла). Так был открыт первый редкоземельный элемент — иттрий.
Это открытие положило начало целой охоте, которая длилась более 150 лет. Из «иттриевой земли» как матрёшки химики один за другим выделяли новые элементы. Сходство их свойств делало задачу невероятно сложной. Чтобы очистить один элемент, требовалось провести тысячи операций кристаллизации.
Что же объединяет фарфор и редкоземельные металлы?
Китай. Исторически — родина фарфора и каолина. Сегодня — монополист по добыче и переработке редкоземельных элементов (на Китай приходится ~90% мирового производства).
Парадокс прочности и хрупкости. Фарфор — это образец кажущейся хрупкости, за которой скрывается огромная прочность, полученная благодаря особой структуре и составу. Редкоземельные металлы действуют так же: добавленные в ничтожных количествах в сплавы, они кардинально меняют их свойства, придавая им невиданную прочность, термостойкость или магнитные качества. Без микродоз неодима не было бы суперсильных неодимовых магнитов, без иттрия — жаропрочных суперсплавов для реактивных двигателей. Они — та самая «магическая добавка», превращающая обычный металл в материал будущего, подобно тому как каолин и жар печи превращают мягкую глину в сверхпрочный фарфор.
В начале XVIII века поиски секрета увенчались успехом в Саксонии. Молодой алхимик Иоганн Бётгер, под надзором учёного Чирнхауза, вместо того чтобы делать золото, открыл рецепт европейского фарфора. Завод в Майсене работает до сих пор, а по всей Европе начали искать месторождения подходящего сырья — залежи каолина, полевого шпата и кварца — для его производства.
Одна из таких мануфактур открылась и в Стокгольме. В качестве сырья здесь использовали превосходный полевой шпат и кварц, доставляемые из деревни Иттербю (Ytterby) на острове Ресарё, примерно в 20 километрах от Стокгольма.
Именно здесь, в 1787 году, в карьере по добыче сырья для фарфора был найден странный тяжёлый чёрный минерал. Его назвали иттербит.
Исследованием минерала занялся финско-шведский химик Юхан Гадолин. В 1794 году он обнаружил, что в минерале скрывается нечто совершенно новое — «иттриевая земля» (оксид нового металла). Так был открыт первый редкоземельный элемент — иттрий.
Это открытие положило начало целой охоте, которая длилась более 150 лет. Из «иттриевой земли» как матрёшки химики один за другим выделяли новые элементы. Сходство их свойств делало задачу невероятно сложной. Чтобы очистить один элемент, требовалось провести тысячи операций кристаллизации.
Что же объединяет фарфор и редкоземельные металлы?
Китай. Исторически — родина фарфора и каолина. Сегодня — монополист по добыче и переработке редкоземельных элементов (на Китай приходится ~90% мирового производства).
Парадокс прочности и хрупкости. Фарфор — это образец кажущейся хрупкости, за которой скрывается огромная прочность, полученная благодаря особой структуре и составу. Редкоземельные металлы действуют так же: добавленные в ничтожных количествах в сплавы, они кардинально меняют их свойства, придавая им невиданную прочность, термостойкость или магнитные качества. Без микродоз неодима не было бы суперсильных неодимовых магнитов, без иттрия — жаропрочных суперсплавов для реактивных двигателей. Они — та самая «магическая добавка», превращающая обычный металл в материал будущего, подобно тому как каолин и жар печи превращают мягкую глину в сверхпрочный фарфор.
Каолиновые глины, добываемые в штате Джорджия, могут стать новым источником редкоземельных минералов, в том числе РЗЭ тяжелой группы. Такой вывод делают ученые из Университета штата Джорджия (США).
Изучая состав каолиновых глин, добываемых компанией Thiele Kaolin Co. на двух рудниках вблизи Сандерсвилль (шт. Джорджия), группа исследователей из Университета штата Джорджия обнаружила в составе этих глин повышенные содержания редкоземельных элементов, в том числе РЗЭ тяжелой группы, особенно востребованных на рынке и используемых в производстве высокотехнологичных изделий. Об этом сообщается на сайте Университета.
Повышенные содержания РЗЭ связаны с грубозернистой (> 44 мкм) тяжелой фракцией, состоящей из циркона, анатаза, рутила и каолинита с примесью мусковита, ильменита и ставролита. Тяжелая фракция составляет 5-10% добываемого материала и отделяется от промышленного продукта (каолина для производства бумаги, краски, клеевых материалов, пластмасс, керамики и т.д.) на самой ранней стадии обогащения.
Минералы тяжелой фракции были изучены с помощью рентгеновской дифракции, сканирующей электронной микроскопии и химического анализа. Суммарные содержания РЗЭ в изученных образцах тяжелой фракции составили от 1647 до 5012 г/т (до 0,05 % вес). РЗЭ представлены в основном элементами тяжелой группы (от гадолиния до лютеция). Повышенными являются также содержания циркония и гафния.
Результаты исследований опубликованы в журнале Clays and Clay Minerals. Авторы исследования предлагают также схему извлечения РЗЭ из каолиновых руд, которые, по их мнению, могут стать важным местным источником тяжелых РЗЭ, которые США пока вынуждены закупать в Китае.
https://rareearth.ru/ru/pub/20190115/04169.html
Гомеопатический образ: Редкоземельные металлы — это квинтэссенция принципа «меньше да лучше»
Их почти нет в устройстве, но без них устройство — просто кусок пластика и металла. Они — как заклинание, произнесённое шёпотом, но меняющее реальность. Ваш телефон вибрирует, объектив камеры фокусируется, ветрогенератор работает тихо и эффективно — всё это благодаря нескольким граммам элементов, которых вы никогда не видели. Это и есть высшая алхимия современности.
Сегодня взоры учёных снова обращаются к каолиновой глине, как к потенциальному источнику тех самых редкоземенных элементов, открытых благодаря ей же.
История редкоземельных элементов — это история упорства, научной интуиции и своеобразной поэзии. Четыре элемента таблицы Менделеева — Иттрий (Y), Тербий (Tb), Эрбий (Er) и Иттербий (Yb) — навсегда увековечили на своей карте мира маленькую шведскую деревню Иттербю.
Хотите узнать больше о невидимых героях современного мира? Возьмите в руки фарфоровую чашку. Это символ начала их удивительной истории.
Сегодня взоры учёных снова обращаются к каолиновой глине, как к потенциальному источнику тех самых редкоземенных элементов, открытых благодаря ей же.
История редкоземельных элементов — это история упорства, научной интуиции и своеобразной поэзии. Четыре элемента таблицы Менделеева — Иттрий (Y), Тербий (Tb), Эрбий (Er) и Иттербий (Yb) — навсегда увековечили на своей карте мира маленькую шведскую деревню Иттербю.
Хотите узнать больше о невидимых героях современного мира? Возьмите в руки фарфоровую чашку. Это символ начала их удивительной истории.
Этой публикацией мы начинаем серию статей рубрики «Элементарно, Ватсон!», посвященных редкоземельным элементам.
Подписывайтесь на Телеграмм-канал ВСЕЛЕННАЯ ГОМЕОПАТИИ https://t.me/vselennaygomeopatii
Записаться на консультацию https://www.spacehom.ru/cons
Записаться на консультацию https://www.spacehom.ru/cons
