Pridobite informacije o zgodovini, proizvodnji, uporabi tega mehkega kovine
Kovina disprozija je mehki, sijoči-srebrni element redke zemlje (REE), ki se uporablja v trajnih magnetih zaradi svoje paramagnetne moči in visoke temperature vzdržljivosti.
Lastnosti
- Atomski simbol: Dy
- Atomska številka: 66
- Element Kategorija: lantanidne kovine
- Atomska teža: 162,50
- Tališče: 1412 ° C
- Vrelišče: 2567 ° C
- Gostota: 8.551 g / cm3
- Trdota Vickers: 540 MPa
Značilnosti
Medtem ko je relativno stabilna v zraku pri temperaturah okolice, se bo disprozijeva kovina odzvala s hladno vodo in se hitro raztaplja v stiku s kislinami.
V fluorovodikovi kislini pa bo težka redka zemlja kovina oblikovala zaščitno plast disprozijevega fluorida (DyF 3 ).
Majhna, srebrobarvna kovinska glavna aplikacija je v trajnih magnetih. To je posledica dejstva, da je čisti disprozij močno paramagnetni nad -93 ° C (-136 ° F), kar pomeni, da ga privlači magnetna polja v širokem obsegu temperatur.
Poleg holmija ima tudi disprozij najvišji magnetni moment (moč in smer potovanja, ki je posledica magnetnega polja) katerega koli elementa.
Visoka temperatura taljenja disperzije in presek absorpcije nevtronov omogočata tudi uporabo v jedrskih kontrolnih palicah.
Medtem ko bo disprozij stroj brez iskrenja, se ne uporablja komercialno kot čista kovina ali strukturne zlitine .
Tako kot drugi elementi lantanida (ali redkih zemljin) je dispropij najpogosteje naravno povezan v rudnih telesih z drugimi elementi redke zemlje.
Zgodovina
Francoski kemik Paul-Emile Lecoq de Boisbadran je leta 1886 prvič prepoznal dispropij kot neodvisen element, medtem ko je analiziral erbijev oksid.
Glede na intimno naravo REE je de Boisbaudran sprva preiskoval nečiste itrijski oksid, iz katerega je risal erbij in terbij s kislino in amoniakom.
Pokazalo se je, da je bil sam Erbijev oksid prikrit v dveh drugih elementih, holmium in tulij.
Ko je de Boisbaudran delal na svojem domu, so se elementi začeli razkrivati kot ruske lutke in po 32 kislinskih zaporedjih in 26 padavinah amoniaka je de Boisbaudran sposoben prepoznati dispropij kot edinstveni element. Po grški besedi dysprositos je poimenoval nov element, kar pomeni "težko dobiti".
Več čistih oblik elementa je pripravil Georges Urbain leta 1906, medtem ko čista oblika (po današnjih standardih) elementa ni bila proizvedena do leta 1950, ko je razvil io-izmenjevalne separacije in tehnike metalografske redukcije Frank Harolda Speddingja pionir raziskovanja redkih zemelj in njegova ekipa v Laboratoriju Ames.
Laboratorij Ames je bil skupaj z Laboratorijem za mornarsko medicinsko opremo osrednji tudi pri razvoju ene prvih večjih uporab za disprozij, Terfenol-D. Magnetostrikcijski material je bil raziskan v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja in komercializiran leta 1980 za uporabo v mornarskih sonarjih, magneto-mehanskih senzorjih, aktuatorjih in pretvornikih.
Uporabo disprozija v trajnih magnetih so se povečali tudi z ustvarjanjem magnetov neodim- železo - bor (NdFeB) v osemdesetih letih. Raziskave General Motorsa in Special Metals Sumitomo so pripeljale do oblikovanja teh močnejših, cenejših različic prvih trajnih magnetov (samarij- kobalt ), ki so bili razviti 20 let prej.
Dodatek med 3 in 6 odstotkov disprozija (po teži) na magnetno zlitino NdFeB poveča točko magnetov Curie in koercitivnost, s čimer izboljša stabilnost in zmogljivost pri visokih temperaturah, obenem pa tudi zmanjšuje razlaganje.
NdFeB magneti so zdaj standard v elektronskih aplikacijah in hibridnih električnih vozilih.
REE-ji, vključno z disprozijem, so bili v letu 2009 izpostavljeni svetovnemu središču medijev, potem ko so omejitve kitajskega izvoza elementov privedle do pomanjkanja ponudbe in interesov vlagateljev v kovine. To je povzročilo hitro povišanje cen in znatne naložbe v razvoj alternativnih virov.
Proizvodnja
Nedavna medijska pozornost, ki preučuje svetovno odvisnost od kitajske proizvodnje REE, pogosto poudarja dejstvo, da država predstavlja približno 90% svetovne proizvodnje REE.
Medtem ko lahko številne vrste rude, vključno z monazitom in bastnasitom, vsebujejo disprozij, so viri z najvišjim odstotkom vsebovanega disprozija ionske adsorpcijske gline provinca Jiangxi, Kitajske in ksenotime rude v Južni Kitajski in Maleziji.
Glede na vrsto rude je treba uporabiti različne hidrometalurške tehnike, da se pridobijo posamezne REE. Penečasta flotacija in praženje koncentratov sta najpogostejša metoda ekstrakcije redčnega zemeljskega sulfata, prekurzorske spojine, ki se posledično lahko obdeluje z izmenjevanjem ionske izmenjave. Nastali disperzijski ioni se nato stabilizirajo s fluorom in tvorijo disprozijev fluorid.
Disprozijev fluorid lahko zmanjšamo v kovinske ingote s segrevanjem s kalcijem pri visokih temperaturah v lončkih s tantalom.
Globalna proizvodnja disprozija je omejena na približno 1800 metričnih ton (vsebuje disprozij) letno. To predstavlja le približno 1 odstotek vseh redkih zemelj, ki so vsako leto rafinirani.
Največji proizvajalci redkih zemeljskih proizvodov so Baotou Steel Rare Earth Hi-Tech Co, China Minmetals Corp. in Aluminum Corp. iz Kitajske (CHALCO).
Aplikacije
Daleč največji potrošnik disprozija je industrija trajnega magneta. Takšni magneti prevladujejo na trgu za visoko učinkovite vlečne motorje, ki se uporabljajo v hibridnih in električnih vozilih, generatorjih vetrne turbine in pogonih trdega diska.
Kliknite tukaj, če želite prebrati več o aplikacijah disprozija.
Viri:
Emsley, John. Nature's Building Blocks: AZ vodnik po elementih .
Oxford University Press; Nova izdaja (14. september 2011)
Arnold Magnetic Technologies. Pomembna vloga disprozija v sodobnih permanentnih magnetih . 17. januar 2012.
British Geological Survey. Redki zemeljski elementi . November 2011.
URL: www.mineralsuk.com
Kingsnorth, prof. Dudley. "Ali lahko preživi dinastija Kitajske redke zemlje?" Kitajska konferenca o industrijskih mineralih in trgih. Predstavitev: 24. september 2013.
Sledite Terence v storitvi Google+