سید احمد مشکانی – مدیر ارشد گروه زرمش: عناصر نادر خاکی شامل ۱۷ عنصر فلزی در جدول تناوبی هستند که ۱۵ عنصر از آنها در گروه لانتانیدها قرار دارد و ۲ عنصر دیگر یعنی اسکاندیم و ایتریم از گروه نخست واسطه‌ها هستند. این عناصر در بسیاری از ویژگی‌ها شبیه یکدیگرند. واژه REE یا Rare-Earth Element از نظر مقدار کم آنها در پوسته زمین است. REEها را بر حسب کاربرد و میزان تولید، تقاضا و شباهت‌های فیزیکی و شیمیایی به ۲ دسته LREE شامل (La، Ce، Pr، Nd، Sm) و HREE شامل (Eu، Gd، Tb، Dy، Ho، Er، Tm، Yb، Lu، Y) تقسیم کرده‌اند که به آنها عناصر نادر خاکی سبک و سنگین گفته می‌شود.
بر اساس گزارش USGS کل منابع اکسیدهای عناصر نادر خاکی جهان ۸۸ میلیون تن برآورد شده که بیشترین آنها یعنی حدود ۳۱ درصد به چین اختصاص دارد و سایر کشورهای مطرح شامل ایالت متحده امریکا، استرالیا، هند و مالزی هستند. در این میان سهم سایر کشورها از کل ذخیره به حدود ۲۵ درصد می‌رسد. در اینجا به تعدادی از کانی‌های مهم که حاوی این عناصر هستند اشاره می‌کنیم:
باستانزیت:(Bastansite) کانی کربناته حاوی سریم و لانتانیوم است. فاز اصلی REEدار شامل اکسید لانتانیوم، سریم و نئودایمیم است و به این ترتیب کانی با فرمولاسیون (La، Ce بیان می‌شود. علاوه بر ۳عنصر اصلی یاد شده، در این کانی گادولینیوم(Gd)، ایتریم(Y)، یورپیوم(Eu)، تربیم(Tb) و مقادیر اندک شامل هولمیوم(Ho)، لوتتیم(Lu)، ایتربیم (Yb)، تولیم (Tm) و اربیم (Er) نیز وجود دارد.
مونازیت(Monazite): کانی مونازیت در برخی منابع (مانند نمونه Beach sand) علاوه بر Nd، La و Ce حاوی (Pr) پرسئودایمیم و ساماریم (Sm) است.
لاپوریت (Laporite): لاپوریت نیز حاوی سریم Ce)، (La و نئودایمیم (Nd) به ترتیب فراوانی است. سایر اجزای متشکل شامل نئودایمیم، پرسئودایمیم (Pr)، ایتریم (Y) و در مقادیر کمتر ساماریم (Sm)، گادولینیوم(Gd)، اربیم (Er)، دیسپرسیم (Dy)، یورپیوم(Eu) و هولمیم (Ho) است.
زنوتایم(Xenotime): کانی زنوتایم از دیگر کانی‌های اصلی عناصر نادر خاکی، حاوی ایتریم، دیسپرسیوم، اربیم، ایتربیوم و مقادیر کمتر از لانتانیوم، ساماریم و لوتیم و گادولینیوم است.
کاربردهای عناصر نادر خاکی
کاربردهای اصلی عناصر نادر به یکی از هسته‌های مهم فناوری‌ها یعنی ژاپن بر می‌گردد . REEها بخش وسیعی از مواد پیشرفته به ویژه در بخش انرژی‌های سبز را به خود اختصاص داده‌اند. در باتری‌های هیبریدی نیکلی با قابلیت شارژ دوباره استفاده می‌شوند و همچنین در خودروهای الکتریکی و هیبریدی، لپ‌تاپ‌های کامپیوتری، دوربین‌های دیجیتالی، فیبرهای نوری به منظور افزایش سرعت عبور نور لنزهای دوربین، تلسکوپ و دوربین‌های صحرایی، شفافیت را افزایش می‌دهند. در شیشه‌های جاذب پرتوهای فروسرخ و عینک‌های ویژه دید شب نیز استفاده می‌شوند.
همچنین این عناصر به عنوان ترکیب سایا در صنعت شیشه، سنگ‌های قیمتی و فلزات تراشه‌های کامپیوتری، ترانزیستورها یا سایر اجزای الکترونیکی استفاده می‌شوند. در مبدل‌های کاتالیزوری خودکار که کاهنده آلایندگی هوا هستند نیز به کار می‌روند. افزودن آن به مذاب شیشه سبب رنگبری آن می‌شود و در حباب‌های فلورسنت قسمت سبز نور را ایجاد می‌کند. در لامپ‌های کم مصرف در آلیاژهای فلزی با مقاومت بالا و همچنین در آلیاژ با زیرکونیا در پوشش‌های مقاوم به حرارت و دمای بالا استفاده می‌شود. کاربرد اصلی و اولیه آن در ساخت آهنرباهای دائمی بوده است. در لیزرهای پرتوx، جنگ‌افزارهای موشکی و ادوات نظامی قابل اختفا نیز استفاده می‌شود. موارد یادشده تنها بخشی از کاربردهای عناصر نادر خاکی است.
روزنامه صمت – 20 آذر ماه 1396
