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희토류 원소에 대한 탐구

차례:

희토류 원소에 대한 탐구
희토류 원소에 대한 탐구

비디오: 세상을 이루는 물질의 근원은 무엇일까? / YTN 사이언스 2024, 할 수있다

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Anonim

2012 년 3 월 EU, 미국 및 일본은 세계 무역기구 (WTO)에 공동으로 불만을 제기했으며, 중국은 희토류 수출 (REE)과 관련하여 불공정 한 관행에 관여하고 있다고 주장했다. REE는 스마트 폰에서 텔레비전에 이르기까지 광범위한 현대 기술에서 활용할 수있는 17 가지 화학 원소 그룹입니다. 2012 년에 세계 REE의 약 95 %가 중국에서 채굴되었으며, 그 국가의 무역 파트너는 수출 할당량 부과를 포함하여 중국이 독점을 착취 한 것으로 인식 한 것에 대해 인센티브를 받았습니다. 세계 무역기구 (WTO)의 불만에 부응하여 중국은 REE 산업이 수년간 통제되지 않은 생산으로 인한 환경 피해를 복구 할 수 있도록 수출을 제한하고 있다고 주장했다. 또한 국가는 자체 첨단 기술 산업에 공급하기 위해 유한 한 REE 자원을 소유해야했습니다.

고유 한 속성, 첨단 기술 응용 프로그램.

화학자의 관점에서, REE는 란타 노이드 원소, 즉 란타늄에서 루테튬까지 주기율표에서 15 개의 연속 화학 원소로 구성되며, 주기율표 그룹 3의 스칸듐 및 이트륨 원소 2 개로 구성됩니다. 전자 구조로 인해이 요소는 고유 한 자기, 광학 및 촉매 특성을 나타냅니다. 실제로, 이들은 일반적으로 다른 원소와 결합하여 신중하게 조정 된 화합물 및 합금을 형성 한 다음 특정 용도에 사용됩니다. 2012 년까지 이러한 응용 프로그램의 중요성이 커지면서 기본 REE에 대한 수요가 증가하여 그 가치가 높아졌습니다. REE 애플리케이션의 예는 다음과 같습니다.

  • 촉매 물질은 공정 자체에서 소비되지 않고 화학 공정을 가속화합니다. 란타늄 및 세륨 계 촉매는 예를 들어 원유 정제에 사용된다. 세륨 계 촉매는 또한 오염 물질의 배출을 줄이기 위해 자동차에 사용되는 촉매 변환기에서 찾을 수 있습니다.

  • 다양한 산업 및 첨단 응용 분야에 나타나는 영구 자석에 사용되는 자성 재료. 네오디뮴 및 사마륨을 기본으로하는 합금은 알려진 영구 자석 재료 중 가장 높은 자기 강도를 생성합니다. 이 속성을 사용하면 자성 구성 요소와 휴대 전화 및 하드 디스크 드라이브와 같은 해당 구성 요소가 포함 된 장치를 소형화 할 수 있습니다. 이러한 물질이 열 및 기타 요인에 의해 자기 화되는 것을 방지 할 수 있다는 것은 전기 모터 및 발전기에서 특히 중요한 까다로운 작동 조건에서 사용될 수 있음을 의미합니다.

  • 전자 또는 자외선에 노출 된 후 빛을 방출하는 형광체 재료. 유로퓸, 테르븀 및 이트륨을 함유하는 형광체는 특히 전기를 효율적으로 사용하면서 매우 특정한 파장의 광을 생성하는 데 효과적이다. 형광체 재료는 평판 컴퓨터 디스플레이 및 텔레비전, 휴대폰, 태블릿 컴퓨터 및 기타 전자 기기에 광범위하게 사용됩니다. 또한 소형 형광등에서도 발견되며 효율이 떨어지는 백열 전구를 점차적으로 대체합니다.

자성 및 인광 물질은 "녹색"또는 지속 가능한 에너지와 관련된 구성 요소 및 장치에 사용됨에 따라 수요가 증가하고 있습니다. 미국 및 기타 국가는 향후 대규모 전기 생산, 전기 자동차, 차세대 풍력 터빈 및 에너지 효율적인 장치의 사용에 사용되는 REE에 대한 액세스를 확보하는 것이 최우선 과제로 간주했습니다.

미네랄 자원.

각 REE에는 고유 한 특성이 있지만 그룹으로서 요소는 화학적으로 유사합니다. 결과적으로, 그것들은 제한된 암석 유형에서 발생하는 특정 광물 내에 결합되어 자연에서 함께 발견되는 경향이 있습니다. 이 그룹의 화학적 유사점은 일단 발견되어 땅에서 파고 나면 제조업체가 개별 REE를 서로 분리하는 것이 중요한 과제라는 것을 의미합니다. 수년에 걸쳐, 이러한 과제를 극복하기 위해 많은 프로세스가 개발되었습니다. 솔벤트 추출은 제조업체가 상대적으로 높은 수준의 순도에서 개별 희토류 제품을 생산할 수 있도록 선택하는 과정이되었습니다.

광석 매장지에서 발견되는 저명한 REE 함유 미네랄은 바스트 나 사이트, 모나자이트, 로파 라이트, 제노 타임 및 라테라이트 점토입니다. 요소들 중에는 지질 학적 발생, 처리 및 상업적 이용을 고려할 때 중요한 그룹이 있습니다. 가벼운 REE (LREEs, 란타늄-네오디뮴)는 중간 REE (MREEs, 사마륨-가돌리늄-) 및 무거운 REE (HREEs: 이트륨 및 테르븀-루테튬)보다 풍부하게 발견 될 수 있지만 거의 모든 REE는 모든 미네랄 예금. 예외는 다른 REE와는 별도로 발견되는 스칸듐과 다른 원소의 핵분열에 의해서만 생성되어 자연적으로 발생하지 않는 불안정한 방사성 원소 인 프로메튬입니다.

REE 생산에 대한 중국의 지배력은 1980 년대에 시작되었고 1990 년대에는 세계 다른 지역의 거의 모든 생산이 중단되었습니다. 중국은 노동력이 저렴하고 오염 제어 및 완화에 대한 우려가 적기 때문에 저렴한 비용으로 REE를 생산할 수 있습니다. 또한 중국 북부 지역의 생산자들은 철광석 광산의 부산물로 LREEs를 추출하여 생산 비용을 훨씬 더 낮출 수 있습니다. 마지막으로, MREEs and HREEs (M / HREEs)는 중국 남부에서 라테라이트 점토 또는 세계에서 독특 할 수있는 지질 형성의 한 유형 인 이온 흡착 점토의 형태로 발견되었습니다. 이 점토의 특성은 비교적 낮은 농도에서도 발생하고 M & HREE를 쉽게 생성하는 데 사용되는 다소 원시적 인 수단 임에도 불구하고 M / HREE를 쉽게 생산할 수있게 해주었다.