Лютеций (Lu) Lutetium

Лютеций (Lu) Lutetium

История Лютеция

Материал Лютеций был открыт в ходе долгого исследования земли иттербии. Содержание Лютеция в исследуемой земле иттербия было открыто французским химиком Жоржом Урбэном. Это открытие пришлось на начало 1905 года. История открытия элемента Лютеция достаточно запутана, поскольку в разные периоды времени данный материал переименовывался и открывался заново множество раз. Окончательное своё название данный элемент получил только в начале 1914 года, когда комиссия по исследованию атомных технологий вынесла своё решение по названию химического элемента под номером 71. Лютеций, в переводе с древнего латинского языка (Lutetia) – название Парижа.

На сегодняшний день, цена одного килограмма Лютеция составляет порядка 3,5 тыс. долларов США. В некоторые периоды времени цена доходила до 5,5 тыс. долларов США за 1 килограмм.

Lutetium

Химический свойства элемента

В природе, лютеций находится в двух своих изотопах Lu 176 и Lu 175. В большей степени (97,4%), природный лютеций находится в формате изотопа Lu 175. Данный материал достаточно радиоактивен и особо вреден для организма человека.

Данный материал плохо растворим в воде, поскольку в его состав входят такие элементы как: фторид, оксалат, фосфат и карбонат лютеция. Данные материал плохо растворимы в водных растворах, что приводит к полной нерастворимости Лютеция в воде.

лютеций химические свойства

При воздействии кислорода на активную поверхность данного материала, происходит мгновенный процесс окисления. Весь материал покрывается тонкой оксидной плёнкой, которая не даёт ионам кислорода разрушить внутреннюю кристаллическую решётку Лютеция. Данной особенностью обладают практически все редкоземельные материалы, поскольку они залегают в малых количествах и достаточно глубоко под поверхностью земли.

Сам материал подвергается внутреннему окислению при температуре свыше 400 градусов по Цельсию.  При определённом нагреве, Лютеций способен к химическим реакциям с серой, галогенами и другими неметаллами. При реакции с неорганическими кислотами, Лютеций выделяет определённое количество солей.

Физические свойства элемента

В природе Лютеций обладает ярким серебристо-белым цветом. Одной из основных особенностей данного материала, является предрасположенность к лёгкой механической обработке. Именно по этой причине лютеций является одним из самых дорогих редкоземельных материалов на земле. По своей плотности и атомному весу, Лютеций является самым тяжелым материалом не только среди редкоземельных металлов, но и других лантаноидов.

Лютеций является рекордсменом по физическим показателям среди редкоземельных элементов, например, он обладает самой высокой температурой плавления в 1663 градуса по Цельсию, что делает его самым тугоплавким редкоземельным элементом на земле. Плотность данного элемента составляет 9,849 г/см 3.

лютеций

Сплавы лютеция обладают высокими магнитными свойствами, именно поэтому Лютеций часто используется в металлургии и огнеупорном производстве. Чаще всего Лютеций используется для заготовления прочной огнеупорной керамики, поскольку обладает большой плотностью и высокой температурой плавления. За счёт своих магнитных свойств, Лютеций не редко используется при изготовлении некоторых информационных накопителей и системных плат, что значительно расширяет область его применения. Также не обошлось и без участия атомной индустрии, в этой области Лютеций используется в качестве мощного поглотителя нейтронов атома.

Производство Лютеция

В отличие от остальных редкоземельных материалов, Лютеций добывается достаточно сложно. В чистом виде данного материала в природе не существует, его добывают из нескольких типов также редкоземельных пород. Основным добытчиком и производителем данного материала является Китай и Индия, причём Китай занимает практически 98% всего рынка по производству и реализации минералов Лютеция. В совершенно небольших долях, данный материал производится и в США, доля рынка этой страны не превышает 0,8 %, оставшийся процент рынка забрала на себя Индия.

Как уже упоминалось, данный материал добывается из других редкоземельных элементов двумя способами – обычная кристаллизация путём дробления и искусственная экстракция элемента. Что касаемо иона металлического Лютеция, здесь в ход вступает восстановление и обогащение кальцием такого элемента как Фторид.

самородок лютеция

Искусственный синтез Лютеция

Поскольку данного материала в чистом виде в природе не существует, многие производители синтезируют его искусственно. Всё производство США и Индии на все 100% связаны с искусственным обогащением Фторида кальцием, после чего и получаются ионы Лютеция. В угоду своей редкости и сложности в добыче и изготовлении, всего в мире производится порядка 250 тысяч тонн Лютеция в чистом виде. Абсолютным лидером по объёму производства является Китай, поскольку только на его территории производится порядка 225 тысяч тонн Лютеция в год.

Для реализации искусственного синтеза данного материала используют сразу несколько технологий. Каждая из этих технологий связана с искусственным обогащением того или иного материала, для получения кристаллических элементов Лютеция. Самым эффективным синтезом является люминесценция LnL3 соединения, однако этот процесс затрачивает множество финансовых и энергетических ресурсов.