Hoppa till innehållet

Sällsynta jordartsmetaller

Lägg till länkar
Från Plutten

Sällsynta jordartsmetaller (förkortas ibland REE efter engelskans rare-earth element eller REM efter rare-earth metal) är metalliska grundämnen vars föreningar förekommer relativt sparsamt i naturen. Hit räknas med IUPAC:s definition periodiska systemets grupp 3, skandium, yttrium och lantanoiderna[1] (det vill säga lantan samt de fjorton lantaniderna).

Lista över sällynta jordartsmetaller

[redigera | redigera wikitext]

Till de sällsynta jordartsmetallerna räknas således följande grundämnen:

Atomnr Kemisk
beteckning 		Namn Upptäcktsår Upptäckare Fyndort och mineral
21 Sc Skandium 1879 Lars Fredrik Nilson Ytterby, Gadolinit
39 Y Yttrium 1794 Johan Gadolin Ytterby, Gadolinit
57 La Lantan 1838 Carl Gustaf Mosander Bastnäsfältet, Cerit
58 Ce Cerium 1803[2] Jacob Berzelius m.fl. Bastnäsfältet, Cerit
59 Pr Praseodym 1885 Carl Auer von Welsbach Österrike
60 Nd Neodym 1885 Carl Auer von Welsbach Österrike
61 Pm Prometium 1945 Jacob A. Marinsky USA
62 Sm Samarium 1879 Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran
63 Eu Europium 1901 Eugène-Anatole Demarçay
64 Gd Gadolinium 1880 Jean Charles Galissard de Marignac Ytterby, Gadolinit
65 Tb Terbium 1843 Carl Gustaf Mosander Ytterby, Gadolinit
66 Dy Dysprosium 1886 Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran
67 Ho Holmium 1878 Jacques-Louis Soret m.fl. Ytterby, Gadolinit
68 Er Erbium 1842 Carl Gustaf Mosander Ytterby, Gadolinit
69 Tm Tulium 1879 Per Teodor Cleve Ytterby, Gadolinit
70 Yb Ytterbium 1878 Jean Charles Galissard de Marignac Ytterby, Gadolinit
71 Lu Lutetium 1907 Georges Urbain m.fl.

Kommentarer till tabellen.

  • Berzelius cerium var en blandning. En del författare anger C.G. Mosander som upptäckare av både cerium och lantan.[3]
  • En del författare anger Cleve som upptäckare av både tulium och holmium. Båda upptäcktes från orent Erbium[4]
  • Carl Gustaf Mosander upptäckte didym år 1840, Welsbach upptäckte år 1885 att didym är sammansatt av neodym och praseodym.[5]
  • Lutetium upptäcktes av Urbain och Welsbach oberoende av varandra år 1907.[6]

Plats i periodiska systemet

[redigera | redigera wikitext]
1
H 		2
He
3
Li 		4
Be 		5
B 		6
C 		7
N 		8
O 		9
F 		10
Ne
11
Na 		12
Mg 		13
Al 		14
Si 		15
P 		16
S 		17
Cl 		18
Ar
19
K 		20
Ca 		21
Sc 		22
Ti 		23
V 		24
Cr 		25
Mn 		26
Fe 		27
Co 		28
Ni 		29
Cu 		30
Zn 		31
Ga 		32
Ge 		33
As 		34
Se 		35
Br 		36
Kr
37
Rb 		38
Sr 		39
Y 		40
Zr 		41
Nb 		42
Mo 		43
Tc 		44
Ru 		45
Rh 		46
Pd 		47
Ag 		48
Cd 		49
In 		50
Sn 		51
Sb 		52
Te 		53
I 		54
Xe
55
Cs 		56
Ba 		57
La 		58
Ce 		59
Pr 		60
Nd 		61
Pm 		62
Sm 		63
Eu 		64
Gd 		65
Tb 		66
Dy 		67
Ho 		68
Er 		69
Tm 		70
Yb 		71
Lu 		72
Hf 		73
Ta 		74
W 		75
Re 		76
Os 		77
Ir 		78
Pt 		79
Au 		80
Hg 		81
Tl 		82
Pb 		83
Bi 		84
Po 		85
At 		86
Rn
87
Fr 		88
Ra 		89
Ac 		90
Th 		91
Pa 		92
U 		93
Np 		94
Pu 		95
Am 		96
Cm 		97
Bk 		98
Cf 		99
Es 		100
Fm 		101
Md 		102
No 		103
Lr 		104
Rf 		105
Db 		106
Sg 		107
Bh 		108
Hs 		109
Mt 		110
Ds 		111
Rg 		112
Cn 		113
Nh 		114
Fl 		115
Mc 		116
Lv 		117
Ts 		118
Og

I vissa tekniska tillämpningar förekommer det att begreppet avgränsas på andra sätt än IUPAC:s officiella. Även en uppdelning mellan tunga (HREE) respektive lätta (LREE) sällsynta jordartsmetaller förekommer inom tekniska tillämpningar, dock utan att dessa begrepp tillämpas på ett enhetligt sätt. En relativt vanlig definition av HREE, baserat på ämnenas elektronstruktur, är dock terbium till lutetium (grundämne 65 till 71) samt yttrium.[7]

Existensen av skandium förutsades på teoretisk grund av Dmitrij Mendelejev, som provisorisk kallade ämnet ekabor ("liknande bor").

Många av de sällsynta jordartsmetallerna har fått stor teknisk betydelse som tillsatsämnen inom halvledartekniken.

Förekomst

[redigera | redigera wikitext]
Fil:Elemental abundances.svg
Den relativa förekomsten i jordskorpan av olika grundämnen. De sällsynta jordartsmetallerna anges med blått.

De sällsynta jordartsmetallerna förekommer ofta tillsammans. Trots beteckningen är ämnena inte så sällsynta som man trodde när gruppen namngavs. Vanligast förekommande är cerium, som är det 25:e vanligaste grundämnet i jordskorpan. Prometium, som saknar stabila isotoper, förekommer nästan inte alls. Med undantag för prometium är alla grundämnen i gruppen mindre sällsynta än exempelvis silver och guld. De med jämna atomnummer som Sm, Gd, Dy etc. är betydligt vanligare än de med udda atomnummer som Eu, Tb, Ho etc.

Stora förekomster av sällsynta jordartsmetaller i Europa[8]
Fyndighet Land Malm miljoner ton Halt av oxider % Mängd av oxider miljoner ton
Per Geijer Sverige 1249 0,174 2,17
Kiirunavaara Sverige 1629 0,018 0,29
Malmberget Sverige 2265 0,022 0,50
Norra Kärr Sverige 110 0,5 0,55
Fen Norge 559 1,57 8,78
Korsnäs Finland 13,5 1,02 0,14
Kringlerne Grönland 4300 0,65 27,95
Kvanefjeld Grönland 1010 1,1 11,11
Motzfeldt Grönland 340 0,26 0,88
Sarfartoq Grönland 8,34 1,72 0,14

Mineral innehållande sällsynta jordartsmetaller

[redigera | redigera wikitext]
Procenthaltsfördelning av några oxider i typiska mineral i % av totala halten av oxider av sällsynta jordartsmetaller.[9]
-- Monazit
Australien		 Bastnäsit
USA		 Xenotim
Malaysia
La2O3 24 33 0,5
CeO2 46 49 5
Nd2O3 17 12 2,2
Gd2O3 1,5 0,2 4
Dy2O3 0,7 0,03 8,7
Y2O3 2,4 0,09 61
Sm2O3 2,5 0,8 1,9
Pr6O11 5 4,3 0,7

Procenthalt av sällsynta jordartsmetaller av totala halten i Bayan Obo gruvan Kina (mineral Monazit + Bastnäsit) La 22%, Ce 49%, Pr 5%, Nd 23%, Sm 0,16%, Eu 0,22% Dy 0,10%.[10]

Cerium, samarium och neodym i apatitinnehållande järnmalm ppm[11]
-- Kiruna Malmberget
Ce 780–1650 1000–2500
Nd 500–850 150–440
Sa 120–150 70–275

Produktion och marknad

[redigera | redigera wikitext]
Fil:Rareearth production.svg
Världsproduktion av sällsynta jordartsmetaller under 1900-talets andra hälft

Världsproduktionen av sällsynta jordartsmetaller dominerades länge av en gruva i Mountain Pass i Kalifornien, som stängdes 2002 på grund av fallande råvarupriser och miljöproblem men återöppnades 2018. Världsproduktionen 2018 (utom skandium) uppskattas till 170 000 ton och domineras av Kina där 70% bröts, framför allt i distriktet Bayan Obo i Inre Mongoliet. 12% bröts i Australien och 9% i USA. I Vietnam och Brasilien finns stora mineralreserver men dessa länder har endast låg produktion.[12][13]

Marknad

[redigera | redigera wikitext]

Metallerna i gruppen prissätts olika: År 2018 handlades oxider av de vanligt förekommande cerium och lantan för 2 USD/kg medan dysprosiumoxid kostade 180 USD/kg och terbiumoxid 461 USD/kg.[12]

Sällsynta jordartsmetaller i Sverige

[redigera | redigera wikitext]

I Sverige undersöks möjliga fyndigheter framför allt i Norra Kärr i närheten av Gränna och som utvinning ur gruvavfall i Kiruna.[14]

I januari 2023 tillkännagavs att LKAB lokaliserat Europas största kända fyndighet av sällsynta jordartsmetaller i Per Geijermalmen strax norr om Kiruna.[15][16]

Användningsområde

[redigera | redigera wikitext]

Sällsynta jordartsmetaller används bland annat i katalysatorer, keramer, glas,[12] permanentmagneter, mikrochip, LCD-skärmar, batterier och mobiltelefoner.[17] De nyupptäckta magnetmaterialen sintrad SmCo5 år 1970, Sm2(Co,Fe,Cu,Zr)17 år 1975 samt Nd2Fe14B år 1984[18] har kraftigt ökat efterfrågan på sällsynta jordartsmetaller.

Se även

[redigera | redigera wikitext]

Källor

[redigera | redigera wikitext]
  1. ↑ IUPAC: IR-3 Elements and Groups of Elements (March 04)
  2. ↑ ”Bastnäs Gruvfält | Ekomuseum Bergslagen”. http://ekomuseum.se/?page_id=24. Läst 6 februari 2015. 
  3. ↑ Gillespie, Chemistry of the elements, 1984
  4. ↑ Per Enghag, Jordens Grundämnen, 1999
  5. ↑ Per Enghag, Jordens Grundämnen
  6. ↑ Ullman's encyklopedia of Industrial Chemistry, Fifth Edition
  7. ↑ Rare Earths Nomenclature. Time to Standardize? Arkiverad 30 december 2010 hämtat från the Wayback Machine., Rare Metal Blog 2009-11-28
  8. ↑ Kemisk Tidskrift 3/2025
  9. ↑ Ullman's Encyclopedia of Industrial Chemistry
  10. ↑ International Journal of Hydrogen Energy, volume 145 p. 1-16
  11. ↑ Frietsch, Ore Geology Reviews 9(1995) 489-510
  12. ↑ 12,0 12,1 12,2 ”U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, February 2019”. Arkiverad från originalet den 19 september 2019. https://web.archive.org/web/20190919021932/https://prd-wret.s3-us-west-2.amazonaws.com/assets/palladium/production/atoms/files/mcs-2019-raree.pdf. Läst 22 maj 2019. 
  13. ↑ "China Tightens Grip on Rare Minerals", New York Times, 2009-08-31.
  14. ↑ LKAB vill utvinna sällsynta dyrbara metaller på Sveriges Radios webbplats den 6 oktober 2011
  15. ↑ ”Europas största fyndighet för sällsynta jordartsmetaller finns i Kiruna”. LKAB. https://lkab.com/press/europas-storsta-fyndighet-for-sallsynta-jordartsmetaller-finns-i-kiruna/. Läst 13 januari 2023. 
  16. ↑ Haupt, Inger (12 januari 2023). ”Europas största fyndighet för sällsynta jordartsmetaller hittad i Kiruna”. SVT Nyheter. https://www.svt.se/nyheter/lokalt/norrbotten/ny-satsning-pa-lkab-s-vd. Läst 13 januari 2023. 
  17. ↑ http://www.montrealgazette.com/business/Quest+Rare+Minerals+Strange+Lake+project+will+take+investment+well+over+billion/7716998/story.html[död länk]
  18. ↑ Smallman, Ngan, Modern Physical Metallurgy, 2014)

Externa länkar

[redigera | redigera wikitext]
Hämtad från ”https://wiki.viberq.org/w/index.php?title=Sällsynta_jordartsmetaller&oldid=32702”