Disprosio ultra puro / di elevata purezza

Disprosio, Dy, numero atomico 66

Disprosio (Dy), elemento chimico, un metallo di terre rare della serie di lantanidi della tavola periodica.

Il disprosio è un metallo relativamente duro e nella sua forma pura è bianco argenteo. È abbastanza stabile nell'aria e brilla a temperatura ambiente. I trucioli di disprosio si accendono facilmente e bruciano incandescenti. Il metallo reagisce lentamente con l'acqua e si dissolve rapidamente in acidi diluiti - ad eccezione dell'acido fluoridrico (HF), in cui forma uno strato protettivo di DyF3 insolubile. Il metallo è un paramagnete molto forte al di sopra di circa 180 K (-93 ° C o -136 ° F); è antiferromagnetico tra circa 90 (-183 ° C o -298 ° F) e 180 K e ferromagnetico inferiore a 90 K.

Il chimico francese Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran ha trovato questo elemento per la prima volta (1886) in associazione con olmio e altri lantanidi pesanti; il chimico francese Georges Urbain fu in seguito in grado di produrre una frazione relativamente pura (1906). Alcune importanti fonti minerali di disprosio sono argille ioniche di laterite, xenotima, fergusonite, gadolinite, euxenite, poliammasi e blomstrandin.

Il disprosio (dal greco δυσπρόσιτος "inaccessibile") è un elemento chimico con l'elemento simbolo Dy e il numero atomico 66. Nella tavola periodica appartiene al gruppo dei lantanidi. 1886 è riuscito nel PE francese Lecoq de Boisbaudran a isolare l'ossido di disprosio da un campione di ossido di olmio, che fino ad allora era stato ritenuto una sostanza uniforme. Poiché le proprietà chimiche dei lantanidi sono molto simili e sono sempre associate in natura, una distinzione era possibile solo qui con metodi di analisi molto complessi. Il suo contributo alla struttura della crosta terrestre è dato in percentuale di peso 0,00042. I materiali di partenza sono monazite e bastnasite.

Gli isotopi presenti in natura sono tutti stabili e hanno numeri di massa 164 (frequenza naturale 28,3 percento), 162 (25,5 percento), 163 (24,9 percento), 161 (18,9 percento), 160 (2,33 percento), 158 (0,10 percento) e 156 ( 0,06 percento). Senza isomeri nucleari, sono noti un totale di isotopi radioattivi di disprosio 29. Le dimensioni variano da 138 a 173. Il meno stabile è il disprosio-139 (emivita 0,6 secondi) e il più stabile è il disprosio-154 (emivita 3,0 × 106 anni).

Recupero del disprosio

Dopo una complessa separazione dell'altro Dysprosiumbegleiter, l'ossido viene fatto reagire con fluoruro di idrogeno in fluoruro di disprosio. Viene quindi ridotto a disprosio metallico con calcio per formare fluoruro di calcio. La separazione dei residui di calcio e delle impurità rimanenti avviene in un'ulteriore rifusione sotto vuoto. Dopo la distillazione in alto vuoto per raggiungere disprosio ad elevata purezza.

La separazione commerciale avviene mediante estrazione liquido-liquido o tecniche di scambio ionico. Il metallo è prodotto per riduzione metallotermica degli alogenuri anidri con metalli alcalini o alcalini terrosi. Il metallo viene ulteriormente purificato mediante distillazione sotto vuoto. Il disprosio esiste in tre forme allotropiche (strutturali). La fase α è densamente occupata esagonale con a = 3.5915 Å ec c = 5.6501 Å a temperatura ambiente. Quando raffreddato a ~ 90 K, l'ordine ferromagnetico è accompagnato da una distorsione ortorombica, β-Dy, del reticolo esagonale ravvicinato. La fase β ha a = 3.595 Å, b = 6.184 Å ec = 5.678 Å a 86 K (-187 ° C o -305 ° F). La fase γ è cubica centrata sul corpo con a = 4,03 Å a 1.381 ° C (2.518 ° F).

Il disprosio deriva principalmente dalla bastnasite e dalla monazite, dove si presenta come impurità. Altri minerali contenenti disprosio sono euxenite, fergusonite, gadolinite e poliacrasi. È finanziato negli Stati Uniti, in Cina, Russia, Australia e India.

Bastnäsit (anche inglese Bastnaesite) è il nome di un gruppo di minerali appartenenti alla classe minerale di "carbonati e nitrati" (precedentemente carbonati, nitrati e borati). Tutti i Bastnäsite cristallizzano nel sistema di cristalli esagonali con la composizione generale (Ce, La, Nd, Y) [(F, OH) | CO3], quindi contengono accanto al complesso carbonatico i metalli designati come metalli delle terre rare cerio, lantanio, neodimio e ittrio il gruppo di lantanidi e come altri anioni fluoro o ioni idrossido. I Bastnäsite sono quindi anche chiamati fluorocarbonati di lantanide.

Monazite è un termine collettivo per i minerali e i membri finali riconosciuti dall'IMA di una serie mista completa, composta da monazite (La), monazite (Ce), monazite (Nd) e monazite (Sm) e loro cristalli misti. Questi minerali rari appartengono alla classe minerale di "fosfati, arsenati e vanadati" e si cristallizzano nel sistema di cristalli monoclinici con la seguente composizione chimica: monazite (La) - (La, Ce, Nd) [PO4] e LaPO4 monazite (Ce) - (Ce, La, Nd, Th) [PO4] o CePO4 monazite (Nd) - (Nd, Ce, Sm) [PO4] o NdPO4 monazite (Sm) - (Sm, Gd, Ce, Th) [PO4] o SmPO4

Uso di disprosio

Gli usi principali del disprosio sono leghe aggiunte ai materiali a magneti permanenti Nd2Fe14B (dove parte del neodimio è sostituita dal disprosio) per aumentare sia il punto di Curie che, in particolare, la coercitività, migliorando in tal modo il comportamento ad alta temperatura della lega. Il metallo fa anche parte del terfenolo D magnetostrittivo (Tb0.3Dy0.7Fe2). Il disprosio è utilizzato nelle barre di controllo del reattore nucleare a causa della sua sezione trasversale di assorbimento dei neutroni relativamente alta; i suoi composti sono stati utilizzati nella fabbricazione di materiali laser e attivatori di fosforo, nonché nelle lampade ad alogenuri metallici.

L'importanza economica e tecnica del disprosio è relativamente bassa. La sua produzione è stimata in meno di 100 tonnellate all'anno. È utilizzato in varie leghe, in magneti speciali e con piombo legato come materiale di schermatura nei reattori nucleari. Tuttavia, il suo uso nei magneti per turbine eoliche ha reso questi metalli delle terre rare un prodotto raro, inoltre, il più grande fornitore al mondo in Cina sta rallentando la propria offerta al fine di aumentare il proprio valore aggiunto.

Ossido di disprosio - Chimicamente, il disprosio si comporta come una tipica terra rara trivalente, formando una serie di composti giallo chiaro, il cui stato di ossidazione è +3.

La tavola periodica con elementi di metalli strategici e terre rare

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Altre applicazioni per il disprosio

Il disprosio, insieme al vanadio e ad altri elementi, viene utilizzato per produrre materiali laser.
Il disprosio è usato per drogare i cristalli di fluoruro di calcio e solfato di calcio per dosimetri.
Le leghe contenenti terbio e disprosio mostrano una forte magnetostrizione e sono utilizzate nei test sui materiali.
Nei magneti al neodimio-ferro-boro, aumenta la coercitività ed estende l'intervallo di temperatura utilizzabile.
L'ossido di disprosio migliora il comportamento dielettrico del titanato di bario per i condensatori.
Occasionalmente viene utilizzato a causa della sua sezione trasversale ad alta cattura per neutroni termici per la produzione di barre di controllo nella tecnologia nucleare.
Il disprosio migliora lo spettro di emissione delle lampade alogene ad alte prestazioni.
I calcogenuri di cadmio e disprosio servono come fonte di infrarossi per lo studio delle reazioni chimiche.

Prezzo di disprosio

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