Roczna produkcja światowa (2022)
Tlenek dysprozu
Zachowuje siłę magnetyczną w ekstremalnie wysokich temperaturach
Czym jest tlenek dysprozu?
Tlenek dysprozu, metalu ciężkiego, jest jednym z czterech najważniejszych pierwiastków ziem rzadkich niezbędnych do produkcji magnesów. Nazwa ta wywodzi się z języka greckiego, gdzie „dysprosium” oznacza „trudno dostępny”, co trafnie opisuje znaczny wysiłek wymagany do oddzielenia tego ciężkiego pierwiastka ziem rzadkich od innych lantanowców. Dopiero po destylacji w warunkach wysokiej próżni uzyskuje się tlenek dysprozu o czystości wystarczającej do zastosowań przemysłowych. Tak duży nakład pracy związany z produkcją, w połączeniu z rosnącym popytem przemysłowym, z pewnością doprowadzi do niedoboru tego pierwiastka.
Lekki, lśniący srebrzystym blaskiem dysproz w postaci metalicznej ma szczególne znaczenie dla przemysłu, ponieważ jest pierwiastkiem bardzo zasadowym, a tym samym niezwykle reaktywnym. Najważniejszą właściwością tego pierwiastka jest wysoka koercja. Chroni to magnesy przed rozmagnesowaniem w wysokich temperaturach, dzięki czemu tlenek dysprozu jest niezbędny do produkcji samochodów elektrycznych i turbin wiatrowych. Ponadto dysproz, obok holmu – pierwiastka z grupy metali ziem rzadkich – ma najwyższy moment magnetyczny. Właściwość ta opisuje siłę magnetyczną i orientację cząstki. Tlenek dysprozu znajduje również zastosowanie w generatorach oraz w produkcji prętów regulacyjnych do elektrowni jądrowych. Ponadto odgrywa on rolę w produkcji lamp halogenowych i energooszczędnych, a także wysokiej jakości laserów.
Zmiany cen
Od lat przemysł stara się na przykład zmniejszyć udział dysprozu w magnesach o wysokiej wydajności. Niemniej jednak nie da się obejść bez tego pierwiastka ziem rzadkich, dlatego Międzynarodowa Agencja Energetyczna, podobnie jak w przypadku tlenku terbowego, uznaje go za kluczowy pierwiastek. Niemiecka Agencja ds. Surowców (DERA) przewiduje sześciokrotny wzrost popytu do 2040 r., podczas gdy czyste dysproz, niezbędne do produkcji magnesów, jest wytwarzane niemal wyłącznie w Chinach. Ze względu na związane z tym ryzyko krajowe oraz niedobór surowca w przyszłości prawdopodobny jest wzrost cen.
Główne zastosowania
- Stopów żaroodpornych do magnesów trwałych
- Pręty regulacyjne do reaktorów jądrowych
- Technologia laserowa
- Lampy halogenowe i metalohalogenkowe
Ciekawostki dotyczące tlenku dysprozu
roczna wielkość produkcji na świecie
Do 2050 r. tlenek dysprozu będzie pierwiastkiem z grupy metali ziem rzadkich, w przypadku którego wystąpi największy niedobór podaży
Spośród wszystkich pierwiastków ziem rzadkich przewiduje się, że w przyszłości największy niedobór podaży wystąpi w przypadku tlenku dysprozu. Według badań przeprowadzonych przez Uniwersytet w Leuven przewidywany popyt na dysproz w sektorze czystej energii do 2050 r. będzie o 433% wyższy niż w 2020 r.
Górnictwo i wydobycie
Większość światowej produkcji tlenku dysprozu pochodzi z Chin, a mniejsze ilości z USA, Australii, Indii i Rosji. Dysproz pozyskuje się z minerałów takich jak ksenotym, monacyt i bastnäsyt, a także z euxenitu, fergusonitu, gadolinitu i polikrazy. W procesie produkcji czystego dysprozu tlenek dysprozu musi najpierw zostać oddzielony od innych lantanowców. Następnie poddaje się go reakcji z fluorowodorem, w wyniku której powstaje fluorek dysprozu. Redukcję do postaci metalicznego dysprozu przeprowadza się następnie przy użyciu wapnia. Ponadto dysproz o wysokiej czystości można uzyskać poprzez dalszą destylację w warunkach wysokiej próżni.
Rynki rozwijające się
- Lampy halogenowe i metalohalogenkowe, a także lampy energooszczędne
- Technologia laserowa
- Pręty regulacyjne do reaktorów jądrowych
- Stopów stosowanych do produkcji magnesów trwałych
- Mobilność elektryczna
- Energia wiatrowa
Ciekawostka:
Jego zdolność do ochrony przed rozmagnesowaniem spowodowanym wysoką temperaturą sprawia, że tlenek dysprozu może stać się kluczowym elementem infrastruktury współczesnego społeczeństwa informacyjnego. Na przykład dyski twarde zawierają magnesy trwałe i muszą być chronione przed wysokimi temperaturami. W świecie, w którym ilość informacji przechowywanych w formie cyfrowej gwałtownie rośnie, tlenek dysprozu odgrywa zatem kluczową rolę, zwiększając niezawodność i żywotność dysków twardych.
