Kovino disprozija je mehko, sijoče-srebro redka zemeljska prvina (REE), ki se zaradi svojih paramagnetnih trdnosti in visoko temperaturne obstojnosti uporablja v trajnih magnetih.
Lastnosti
- Atomski simbol: Dy
- Atomska številka: 66
- Element Kategorija: kovina lantanida
- Atomska teža: 162,50
- Tališče: 1412 ° C
- Vrelišče: 2567 ° C
- Gostota: 8.551g / cm3
- Trdnost Vickersa: 540 MPa
Značilnosti
Medtem ko je razmeroma stabilna na zraku pri sobni temperaturi, bo kovina disprozija reagirala s hladno vodo in se v stiku s kislinami hitro raztopila. V fluorovodikovi kislini pa bo težka redka zemeljska kovina tvorila zaščitni sloj disprozijevega fluorida (DyF3).
Glavna uporaba mehke, srebrno obarvane kovine je v trajnih magnetih. To je posledica dejstva, da je čisti disprozij močno paramagnetni nad -93°C (-136)°F), kar pomeni, da ga privlači magnetno polja v širokem razponu temperatur.
Disprozij ima poleg holmija tudi največji magnetni moment (moč in smer vlečenja, ki ga vpliva magnetno polje) katerega koli elementa.
Visoka temperatura taljenja disprozija in presek absorpcije nevtronov omogočata tudi njegovo uporabo v jedrskih krmilnih palicah.
Čeprav bo disprozij deloval brez iskrenja, se komercialno ne uporablja kot čista kovina ali v strukturi zlitine.
Tako kot drugi lantanidni (ali redko zemeljski) elementi je tudi disprozij v rudnih telesih najpogosteje naravno povezan z drugimi redkozemeljskimi elementi.
Zgodovina
Francoski kemik Paul-Emile Lecoq de Boisbadran je leta 1886 prvič prepoznal disprozij kot neodvisen element, medtem ko je analiziral erbijev oksid.
De Boisbaudran je glede na intimno naravo REE-jev na začetku preiskal nečisti itrijev oksid, iz katerega je črpal erbij in terbij z uporabo kisline in amoniaka. Ugotovljeno je bilo, da Erbijev oksid vsebuje dva druga elementa, holmij in tul.
Ko je de Boisbaudran delal na svojem domu, so se elementi začeli razkrivati kot ruske lutke in po njej 32 kislinskih sekvenc in 26 oborin amoniaka je de Boisbaudran lahko identificiral disprozij kot edinstven element. Novi element je poimenoval po grški besedi disprositos, kar pomeni 'težko dobiti'.
Bolj čiste oblike elementa je leta 1906 pripravil Georges Urbain, medtem ko je čista oblika (današnja) standardov) elementa so izdelali šele leta 1950, po razvoju ločevanja z ionsko izmenjavo in metalografski redukcijske tehnike Frank Harold Spedding, pionir raziskav redkih zemelj, in njegova ekipa v laboratoriju Ames.
Laboratorij Ames je bil skupaj z laboratorijem za mornarske organe tudi osrednji pri razvoju ene prvih pomembnih uporab disprozija, Terfenol-D. Magnetostriktivni material so raziskovali v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja in ga v osemdesetih letih tržili za uporabo v mornarskih sonarjih, magneto-mehanskih senzorjih, aktuatorjih in pretvornikih.
Tudi uporaba disprozija v trajnih magnetih se je povečala z ustvarjanjem neodim-železo-bor (NdFeB) magneti v osemdesetih letih. Raziskave General Motors in Sumitomo Special Metals so privedle do nastanka teh močnejših, cenejših različic prve stalne (samarium-kobalt) magneti, ki so bili razviti 20 let prej.
Dodatek 3 do 6 odstotkov disprozija (po teži) magnetni zlitini NdFeB poveča Curie magneta točka in koercivnost, s čimer se izboljša stabilnost in delovanje pri visokih temperaturah, hkrati pa tudi zmanjša demagnetizacija.
Magneti NdFeB so zdaj standard v elektronskih aplikacijah in hibridnih električnih vozilih.
REE-ji, vključno z disprozijem, so bili leta 2009 usmerjeni v svetovno medijsko pozornost, potem ko so omejitve kitajskega izvoza elementov povzročile pomanjkanje ponudbe in zanimanje vlagateljev za kovine. To je posledično privedlo do hitrega dviga cen in pomembnih naložb v razvoj alternativnih virov.
Proizvodnja
Nedavna pozornost medijev, ki preučuje globalno 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, vendar so viri z največ odstotek vsebovanega disprozija so adsorpcijske gline v provinci Jiangxi, Kitajska in rude ksenotime v Južni Kitajski in Malezija.
Glede na vrsto rude je treba za pridobivanje posameznih REE uporabiti različne hidrometalurške tehnike. Flotacija in praženje pečk koncentrati so najpogostejša metoda ekstrakcije redko zemeljskega sulfata, predhodne spojine, ki jo lahko posledično obdelamo z ionsko izmenjavo premik. Nastali disprozijevi ioni se nato stabilizirajo s fluorom, da nastane disprozijev fluorid.
Disprozijev fluorid se lahko zmanjša v kovinske ingote s segrevanjem s kalcijem pri visokih temperaturah v tantalnih lončkih.
Globalna proizvodnja disprozija je omejena na približno 1800 metrskih ton (vsebuje disprozij) letno. To predstavlja le približno 1 odstotek vse redke zemlje, ki je vsako leto prečiščena.
Največji proizvajalci redkih zemlje vključujejo Baotou Steel Redko Earth Hi-Tech Co, China Minmetals Corp. in Aluminium Corp. na Kitajskem (CHALCO).
Prijave
Daleč največji porabnik disprozija je industrija trajnih magnetov. Takšni magneti prevladujejo na trgu visoko učinkovitih vlečnih motorjev, ki se uporabljajo v hibridnih in električnih vozilih, generatorjih vetrnih turbin in trdih diskih.
Klikni tukaj prebrati več o aplikacijah za disprozij.
Viri:
Emsley, John. Naravni gradniki: Vodnik po elementih A-Z.
Oxford University Press; Nova izdaja (september 14 2011)
Arnold magnetne tehnologije. Pomembna vloga disprozija v sodobnih trajnih magnetih. 17. januar 2012.
Britanski geološki zavod. Redki zemeljski elementi. November 2011
URL: www.mineralsuk.com
Kingsnorth, prof. Dudley. "Ali lahko Kitajska dinastija redkih Zemlje preživi". Kitajska konferenca o industrijskih mineralih in trgih. Predstavitev: 24. septembra 2013.
Sledite Terence naprej Google+