Эрбий (Er) Erbium

Эрбий (Er) Erbium

История Эрбия

История открытия элемента Эрбий началась в небольшом города Иттербю. Неподалёку от этого города был найден ранее незнакомый никому металл чёрного цвета, который в своём составе содержал множество минералов и элементов, неизвестные не одному химику на земле. Впервые данный металл был разделён на три химические фракции шведским химиком Мосандером К.Г. Данный химик предположил, что каждая из разделённых им фракций, содержала неизвестные оксиды нового материала. Выделить чистый Эрбий из этих фракций было тяжело, поскольку они были насыщены минералами сторонних фракций. В итоге данный материал всё же был выделен и полностью изучен.

На сегодняшний день Эрбий достаточно распространён в промышленной металлургии. Его средняя цена на рынке редкоземельных металлов составляет около 120 долларов США за 1 килограмм.

Er Erbium

Химические свойства Эрбия

Поверхность цельного куска Эрбия достаточно гладка и обладает исключительным блеском. К сожалению, данный блеск теряется после взаимодействия частиц Эрбия с кислородом. Блеск теряется за счёт окисления поверхности Эрбия при взаимодействии с молекулами кислорода. Данной особенностью обладают все редкоземельные материалы, однако каждый из них переносит этот процесс по-разному.  При взаимодействии с кислородом внутренняя кристаллическая решётка Эрбия не разрушается, а лишь покрывается тонким слоем оксида III группы, соответственно происходит процесс частичного окисления.

По своей химической структуре, Эрбий достаточно медленно взаимодействует с холодной водой, но с горячей реагирует намного быстрее. Эта особенность связана с тем, что Эрбий является электроположительным элементом, и при взаимодействии с водой производит гидроксид Эрбия. Мощнее всего данный элемент реагирует с молекулами галогенов, образуя при этом достаточно быстрые и эффектные реакции.

ишемические свойства эрбия

Важнейшими соединениями данного элемента являются:

  • Трефторид Эрбия;
  • Трихлорид Эрбия;
  • Сексвиоксид;
  • Трибромид Эрбия.

Все вышеперечисленные соединения обладают различной температурой кипения и цветовым оттенком. Каждый из них обладает уникальными химическими свойствами.

эрбий

Физические свойства Эрбия

Одной из отличительных особенностей данного материала является его способность к флуоресценции. При воздействии прямых естественных лучей ультрафиолета, данный материал отсвечивает розовым оттенком. Эрбий считается одним из самых чистых металлов, среди всех редкоземельных материалов. Как и большинство редкоземельных элементов, Эрбий достаточно ковкий и гибкий. Одной из основных особенностей данного материала является его способность к тягучести. Все его оксиды обладают возможностью поглощения прямых лучей ультрафиолета и инфракрасных лучей, при этом отражая розовый цвет на всей своей поверхности. Эрбий необычен тем, что его основные физические свойства могут отличаться в зависимости от содержания в нём различных примесей других металлов.

Температура плавления данного материала достаточно высокая, порядка 1500 градусов Цельсия. При этом, температура его внутреннего кипения составляет 2510 градусов Цельсия. Исходя из его тугоплавкости, данный материал часто используют в промышленной металлургии. Его часто использую в качестве укрепляющего элемента в магнитных сплавах с железом. Также его добавляют в состав специального стекла, который обладает возможностью погашения ультрафиолетовых лучей. 

эрбий самородок

Добыча и производство Эрбия

В чистом виде, Эрбий встречается в природе достаточно редко. Данный материал содержится в морской и океанической воде, в очень маленьких долях.  Также, в малых количествах он содержится в земной коре, его отношения составляет 3,3 грамма на тонну. Эрбий содержится в нескольких элементах, таких как: бастнезит, эвксенит, монацит, лопарит и другие. Месторождения данного материала можно найти на территории 8 стран мира, в том числе: США, Индия, Китай, Украина, Казахстан, Беларусь, Россия и Австралия. Из этих стран в промышленных масштабах Эрбий добывается только в Индии, Китае, США и частично в России.  Как и в других редкоземельных материалах, самым крупных промышленным производителем и добытчиком является Китай и Индия, который поделили данный рынок между собой.

металл эрбиум

 

Искусственный синтез Эрбия

Поскольку данный металл достаточно редкий, такие страны как Китай, Индия и США научились синтезировать его в промышленных масштабах. Искусственный синтез Эрбия – это трудоёмкий и длительный процесс, результатом которого является 99% чистый Эрбий. Для того, чтобы в лабораторных условиях произвести Эрбий, требуется осуществить длительный процесс металлотермического восстановления и обогащения хлорида Эрбия и чистого лития. После получения необходимой субстанции, она подвергается обработке серной или соляной кислотой под высоким давлением.

На сегодняшний день в мире производится 130-150 тысяч тонн Эрбия в год. Большая доля производства приходится на Китай, порядка 89%, остальную долю рынка разделили между собой США и Индия.