TIERRAS RARAS

¿QUÉ SON LOS LANTÁNIDOS?

Los Lantánidos o también llamados tierras raras son un grupo de diecisiete elementos químicos únicos. Estos están formados por quince elementos, más el escandio y el itrio que se agrupan junto a los lantánidos debido a sus propiedades físicas y químicas similares.

Los Lantánidos o tierras raras a menudo se dividen en dos subgrupos basados ​​en el peso atómico. El primer subgrupo son las tierras raras livianas, estas son el lantano, cerio, praseodimio, neodimio y samario (número atómico 57 a 62). El segundo subgrupo son las tierras raras pesadas, estas son el europio, gadolinio, terbio, holmio, erbio, tulio, iterbio, lutecio (número atómico entre 63 y 71), así como escandio e itrio (números atómicos 21 Y 39). Las propiedades químicas y físicas únicas de los Lantánidos los han posicionado como un material crítico en una serie de mercados y aplicaciones industriales en rápida evolución.

USO DE LOS LANTÁNIDOS

Los Lantánidos están presentes en la mayoría de los dispositivos que utilizamos a diario: se utilizan en la fabricación de nuestros teléfonos inteligentes, computadores, tablets e incluso en los vehículos que utilizamos a diario. Además, estos minerales se utilizan para elaborar aerogeneradores, láseres médicos, distintas máquinas y tratamientos médicos, equipos de defensa sensibles, entre otros. Convirtiéndose en los minerales más estratégicos del mundo.

El papel vital de los Lantánidos en la fabricación de vehículos híbridos y eléctricos, junto con otras industrias, ha llevado a muchos países a buscar proveedores sostenibles a largo plazo. Esto no es sorprendente frente al hecho de que en regiones como América del Norte, la industria de Lantánidos contribuye casi $ 800 mil millones de dólares directamente a la economía (datos de 2013), haciendo un efecto significativo en los flujos económicos.

MÁS USOS

Los lantánidos tienen muchos usos científicos e industriales. Sus compuestos se utilizan como catalizadores en la producción de petróleo y productos sintéticos. Los Lantánidos se utilizan en lámparas, láseres, imanes, fósforos, proyectores de películas y pantallas intensificadoras de rayos X. Una mezcla pirofórica mixta de Lantánidos llamada Mischmetall (50% Ce, 25% La, 25% otros lantánidos ligeros) se combina con hierro para hacer pedernales para encendedores. La adición de silicatos de <1% Mischmetall o lantánidos mejora la resistencia y la trabajabilidad de los aceros de baja aleación.

Los Lantánidos comparten las siguientes propiedades:

  • Metales blanco plateado que se manchan cuando se exponen al aire, formando sus óxidos.
  • Metales relativamente suaves. La dureza aumenta algo con el número atómico más alto.
  • Moviéndose de izquierda a derecha a través del período (número atómico creciente), el radio de cada ion de lantánido 3+ disminuye constantemente. Esto se conoce como «contracción de lantánidos».
  • Puntos de fusión altos y puntos de ebullición.
  • Muy reactivo.
  • Reaccionan con agua liberando hidrógeno (H2), lentamente en frío / rápidamente al calentar. Los lantánidos comúnmente se unen al agua.
  • Reaccionan con H + (ácido diluido) para liberar H2 (rápidamente a temperatura ambiente).
  • Generan una reacción exotérmica con H2.
  • Se queman fácilmente en el aire.
  • Son agentes reductores fuertes.
  • Sus compuestos son generalmente iónicos.
  • A altas temperaturas, muchas tierras raras se encienden y queman vigorosamente.
  • La mayoría de los compuestos de Lantánidos son fuertemente paramagnéticos.
  • Muchos compuestos de Lantánidos fluorescen fuertemente bajo luz ultravioleta.
  • Los iones de Lantánidos tienden a ser colores pálidos, resultantes de las transiciones ópticas débiles, estrechas y prohibidas.
  • Los momentos magnéticos de los iones de Lantánidos y hierro se oponen entre sí.
  • Los lantánidos reaccionan fácilmente con la mayoría de los no metales y forman binarios en el calentamiento con la mayoría de los no metales.
  • Los números de coordinación de los lantánidos son altos (mayores de 6, normalmente 8 o 9 o tan altos como 12).

INDUSTRIA DE LANTÁNIDOS

La historia de los Lantánidos ha tenido un crecimiento robusto de la demanda junto con una respuesta incierta de la oferta, creando un mercado deficitario en muchos elementos y la base para aumentos significativos en los precios. La demanda de Lantánidos es impulsada, en gran parte, por dos de los sectores de más rápido crecimiento en el mundo, la energía y la alta tecnología.

En el marco de la energía, el neodimio, el praseodimio, y el disprosio se utilizan en la fabricación de baterías recargables, de automóviles híbridos / eléctricos, y de las turbinas de viento. El cerio y el lantano se utilizan en catalizadores de craqueo de fluidos y convertidores catalíticos. En el sector de alta tecnología, elementos como europio e itrio se utilizan en pantallas planas, láseres, radar y sistemas de guiado de armas. A diferencia de los metales comunes, los Lantánidos tienen nuevas aplicaciones constantemente, dadas sus características únicas.

  • Se espera que la demanda de imanes permanentes aumente debido a las tecnologías verdes emergentes de turbinas eólicas y vehículos eléctricos /híbridos, lo que conduce a un fuerte crecimiento en Praseodimio y Neodimio.
  • La demanda de Neodimio, Praseodimio y Disprosio crecerá fuertemente hasta el 2020. A partir del 2020 hasta el 2025 la tasa de crecimiento de la demanda mundial se acelerará, lo que se traducirá en un aumento importante de la demanda anual para el 2025. Esta sólo puede ser satisfecha mediante un desarrollo continuo y acelerado de nuevas minas.
  • La demanda de imanes NdFeB en productos de uso final tales como molinos de viento, motores eléctricos, bicicletas eléctricas y unidades de disco duro externas aumentará significativamente – Adamas Intelligence.
  • Se espera que el mercado global de imanes de Lantánidos crezca (a partir de 2016) a una tasa anual compuesta del 13,2% para alcanzar los 41,41 millones de dólares en 2022 – Infoholic Research.
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