Многие редкие металлы, долгое время почти не
находившие применения, сейчас широко используются в мире. Они вызвали к
жизни целые новые области современной промышленности, науки и техники -
такие, как солнечная энергетика, сверхскоростной транспорт на магнитной
подушке, инфракрасная оптика, оптоэлектроника, лазеры, ЭВМ последних
поколений.
Используя низколегированные стали, содержащие
всего 0,03-0,07% ниобия и 0,01-0,1% ванадия, можно на 30-40% снизить вес
конструкций при строительстве мостов, многоэтажных зданий, газо- и
нефтепроводов, геологоразведочного бурильного оборудования и т. п. При
этом срок службы конструкций увеличивается в 2-3 раза.
Магниты с использованием сверхпроводящих
материалов на основе ниобия дали возможность построить в Японии поезда
на воздушной подушке, развивающие скорость до 577
км/ч.
В рядовом американском автомобиле
используется 100 кг стали марки HSLA с
ниобием, ванадием, редкими землями, 25 деталей из медно-бериллиевых
сплавов, цирконий, иттрий. При этом вес автомобиля в США (с 1980 по 1990
год) уменьшился в 1,4 раза. С 1986 года автомобили начали оснащаться
неодимсодержащими магнитами (37 г неодима на один автомобиль)
Интенсивно разрабатываются электромобили с
литиевыми аккумуляторами, автомобили на водородном топливе с нитридом
лантана и другие.
Американская фирма "Вестингауз" разработала
высокотемпературные топливные элементы на основе оксидов циркония и
иттрия, которые повышают кпд тепловых электростанций с 35 до 60%.
За счет внедрения энергоэкономичных
осветительных приборов и электронной аппаратуры, сделанной с
использованием редких элементов, США предполагают сберегать до 50%
электроэнергии из 420 млрд.
кВт/часов, расходуемых на освещение. В Японии и США созданы лампы с
люминофорами, содержащими иттрий, европий, тербий, церий. Лампы
мощностью 27 Вт с успехом заменяют 60-75-ваттные лампы накаливания.
Расход электроэнергии на освещение снижается в 2-3 раза.
Использование солнечной энергии невозможно
без галлия. НАСА США планирует оборудовать космические спутники
солнечными элементами на основе арсенида галлия.
Чрезвычайно высоки темпы роста потребления
редких металлов в электронике. В 1984 году стоимость мирового сбыта
интегральных схем с использованием арсенида галлия составляла 30 млн.
долларов, в 1990 году она уже оценивалась в 1 млрд. долларов.
Применение редкоземельных элементов (редких
земель) и редкого металла рения при крекинге нефти позволило США резко
снизить использование дорогостоящей платины, при этом повысить кпд
процесса и увеличить на 15 процентов выход высокооктанового бензина.
В Китае успешно применяются редкие земли в
сельском хозяйстве для удобрения риса, пшеницы, кукурузы, сахарного
тростника, сахарной свеклы, табака, чая, хлопка, арахиса, фруктов,
цветов. Урожай продовольственных культур увеличился на 5-10%,
технических - более чем на 10%. Улучшилось качество пшеницы за счет
более высокого содержания протеина и лизина, увеличилась сахаристость
фруктов, сахарного тростника и свеклы, улучшилась окраска цветов,
повысилось качество чая и табака.
В Казахстане по рекомендации российских
ученых была применена разработанная Ф. В. Сайкиным новая методика
использования редких земель в сельском хозяйстве. Опыты провели на
больших площадях и получили великолепный эффект - увеличение урожайности
хлопка, пшеницы и других культур на 65%. Столь высокая эффективность
была достигнута , во-первых, благодаря тому, что использовали не смеси
всех редких земель одновременно, как это практиковалось в Китае, а
только один неодим (поскольку некоторые из лантаноидов не способствуют
повышению урожайности, а наоборот - понижают ее). Во-вторых, не
проводили, как это делают в Китае, трудоемкого опрыскивания
сельскохозяйственных растений в периоды их цветения. Вместо этого только
замачивали зерно перед посевом в водном растворе, содержащем неодим. Эта
операция много проще и дешевле.
До последнего времени иттрий использовался в
технике чрезвычайно редко, и добыча его была соответствующей -
исчислялась килограммами. Но вот оказалось, что иттрий способен резко
увеличивать электропроводность алюминиевого кабеля и прочность новых
керамических конструкционных материалов. Это обещает весьма большой
экономический эффект. Интерес к иттрию и к иттриевым лантаноидам -
самарию, европию, требию значительно вырос.
Скандий (его цена одно время была на порядок
выше цены золота) благодаря уникальному сочетанию целого ряда своих
свойств теперь пользуется сверхповышенным интересом в авиационной,
ракетной и лазерной технике.
|