Лантан в Екатеринбурге

Лантан

Лантан – металл серебристо-серого цвета под названием La, который в периодической системе Менделеева относится к третьей группе 6-го периода и находится под 57 атомным номером. Редкоземельный элемент возглавляет группу «Лантаноидов». Цены на металлические слитки массой в 1gr, обладающие 99-99,9% чистотой, достигают $15-30.

Нахождение в природе и название

Открытие лантана принадлежит шведскому ученому Берцелиусу, обнаружившему в церии в мозандерите новый элемент, который до этого искали 36 лет. В переводе с греческого языка слово «лантан» звучит, как «скрываюсь» или «таюсь».

В земных недрах элемент содержится в объемах от 18 до 30 г/т, в воде – около 0,012 мкг/л.

Основные залежи лантана зафиксированы в Америке, в России, Казахстане, Украине, Индии, Австралии.

Производство и свойства металла лантана

Вещество получают из добываемого сырья, разделенного на фракции. Промышленную группу минералов составляют апатиты, монациты, лопариты и моноциты.

При изготовлении вольфрамовых прутков в сплав добавляют La3 O3, благодаря чему несущая способность электродов увеличивается на 50% и сохраняется первоначальная заточка.

Легирование материалов, выпускаемых в виде листов, проволоки и слитков лантановыми солями LaF3, LaSO4, LaCl3, LaCO3, существенно повышает их технологические характеристики. Соли лантана LaCl3, LaCO3, LaF3, LaSO4, присутствующие в сплавах для производства листов, прутков и проволоки, значительно оптимизируют технологические свойства материала.

На рынке популярна марка ЛаМ-1, соответствующая ТУ 48-4-218-72. Основой сплава служит лантан, остальная доля принадлежит следующим элементам:

• железу – 0, 149%,
• празеодиму – 0,009%,
• алюминию – 0, 019;
• церию-0,029%;
• неодиму -0,03%;
• кремнию – 0,019%.

Металл отличается мягкостью и пластичностью. Для лантана характерна высокая химическая активность. При соединении с влажным воздухом он образует карбонат лантана, при нагревании при + 450 °С – оксид лантана, при соединении с водой – гидроксид лантана. 

Область применения металлического лантана

Сфера использования лантана и его гибридов весьма разнообразная:

1. В ядерной энергетике чистый лантан играет исключительную роль. Он участвует в переработке ядерного топлива, из которого извлекают плутоний. По мнению ученых, лантан является ключевой фигурой, удерживающий на своих «плечах» выпуск ядерного оружия.
2. Высокая проводимость молибдата лантана вызывает высокий интерес у производителей электронной продукции, например, электронных микроскопов.
3. Оксид лантана, содержащий от 5 до 40% чистого металла, служит обязательным компонентом при изготовлении призм, линз и оптических (лантановых) стекол, востребованных в астрономической сфере, в кино и в фототехнике.
4. При производстве керамических электронагревателей выдерживающих высокую рабочую температуру в 1780°С, применяется хромит лантана, в котором дополнительно присутствует стронций, кальций и магний. Точка плавления нагревателя достигает +2453°С.
5. Оксид лантана вместе с медью, стронцием, барием и иттрием идет для создания высокотемпературных сверхпроводников.
6. Элемент La задействован в металлотермии, он служит катализатором при восстановлении редких веществ.
7. На базе лантана осуществляется покрытие оконных стекол, благодаря которому температура в помещении падает на 5-7 °С.
8. Использование монотеллурида лантана в термоэлектрогенераторах позволяет увеличить термо-э.д.с устройств до 834 мкВ/К.
9. В лантано-никелевом гидриде нуждаются металлогидридные водородные накопители, в которых хранится водород для автомобилей. В настоящее время проводятся работы по созданию аккумуляторов с твердым электролитом. При этом, роль анода возлагается на металлический лантан, а катода – на свинец, медь или фторид висмута. Новые источники тока будут отличаться высокой удельной энергоемкостью, достигающей 3000 Вт/час/дм3 (вместо нынешних 1500Вт/час/дм3), а также долговечностью и прочностью.
10. В химическом сегменте из гексаборида лантана производят термоэмиссионные и автоэмиссионные катоды.
11. Влияние элемента на всхожесть семян используется в растениеводстве, а в способность связывать фосфат – в медицине для лечения гиперфосфатемии.