El metal disprosio es un elemento de tierras raras (REE) suave, lustroso-plateado que se usa en imanes permanentes debido a su resistencia paramagnética y durabilidad a alta temperatura.
Propiedades
- Símbolo atómico: Dy
- Número atómico: 66
- Categoría de elemento: metal lantánido
- Peso atómico: 162.50
- Punto de fusión: 1412 & amp; # xB0; C
- Punto de ebullición: 2567 & amp; # xB0; C
- Densidad: 8.551g / cm3
- Dureza Vickers: 540 MPa
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Características
Mientras que es relativamente estable en el aire a temperatura ambiente, el disprosio metálico reaccionará con agua fría y se disuelve rápidamente en contacto con los ácidos. Sin embargo, en el ácido fluorhídrico, el metal pesado de tierras raras formará una capa protectora de fluoruro de disprosio (DyF3).
La aplicación principal de metal suave y plateado y amp; apos; s está en imanes permanentes. Esto se debe al hecho de que el disprosio puro es fuertemente paramagnético por encima de -93 & amp; # xB0; C (-136 & amp; # xB0; F), lo que significa que se siente atraído a los campos magnéticos dentro de un amplio rango de temperaturas.
Junto con el holmio, el disprosio también tiene el momento magnético más alto (la fuerza y la dirección del tirón resultante afectados por un campo magnético) de cualquier elemento.
La alta temperatura de fusión de disprosio y amp; apos; y la sección transversal de absorción de neutrones también permiten su uso en barras de control nuclear.
Si bien el disprosio se mecanizará sin chispas, no se usa comercialmente como metal puro o en aleaciones estructurales.
Al igual que otros elementos de lantánido (o tierras raras), el disprosio se asocia con mayor frecuencia de forma natural en los cuerpos de mineral con otros elementos de tierras raras.
Historia
El químico francés Paul-Emile Lecoq de Boisbadran reconoció por primera vez el disprosio como un elemento independiente en 1886 mientras analizaba el óxido de erbio.
Como reflejo de la naturaleza íntima de los REE, de Boisbaudran estaba investigando inicialmente el óxido de itrio impuro, del cual extraía erbio y terbio con ácido y amoníaco. Se descubrió que el óxido de erbio albergaba otros dos elementos, el holmio y el tulio.
Mientras De Boisbaudran trabajaba en su casa, los elementos comenzaron a revelarse como muñecas rusas, y después de 32 secuencias ácidas y 26 precipitaciones de amoníaco, de Boisbaudran pudo identificar el disprosio como un elemento único. Llamó al nuevo elemento después de la palabra griega disprositos , que significa & amp; apos; difícil de conseguir & amp; apos ;.
Más formas puras del elemento fueron preparadas en 1906 por Georges Urbain, mientras que una forma pura (por hoy & amp;apos;s estándares) del elemento no se produjo hasta 1950, después del desarrollo de la separación de intercambio y las técnicas de reducción metalográfica por Frank Harold Spedding, pionero de la investigación de tierras raras, y su equipo en el Laboratorio Ames.
El Laboratorio Ames, junto con el Laboratorio de artillería naval, también fue central en el desarrollo de uno de los primeros usos principales para el disprosio, el terfenol-D. El material magnetoestrictivo se investigó durante la década de 1970 y se comercializó en la década de 1980 para su uso en sonares navales, sensores magneto-mecánicos, actuadores y transductores.
El uso de disprosio y amp; apos; en imanes permanentes también creció con la creación de imanes de neodimio-hierro-boro (NdFeB) en la década de 1980. La investigación realizada por General Motors y Sumitomo Special Metals condujo a la creación de estas versiones más fuertes y baratas de los primeros imanes permanentes (samario-cobalto), que se habían desarrollado 20 años antes.
La adición de entre 3 y 6 por ciento de disprosio (en peso) a la aleación magnética NdFeB aumenta el punto de curie y la coercitividad del imán y los áposos, mejorando así la estabilidad y el rendimiento a altas temperaturas y al mismo tiempo reduciendo la desmagnetización.
Los imanes NdFeB son ahora el estándar en aplicaciones electrónicas y vehículos eléctricos híbridos.
Los REE, incluido el disprosio, fueron puestos en el centro de atención de los medios mundiales en 2009 después de que los límites a las exportaciones chinas de los elementos condujeron a la escasez de suministros y al interés de los inversores en los metales. Esto, a su vez, condujo a un rápido aumento de los precios y una inversión significativa en el desarrollo de fuentes alternativas.
Producción
La reciente atención de los medios que examina la dependencia global de la producción china de REE a menudo resalta el hecho de que el país representa aproximadamente el 90% de la producción mundial de REE.
Si bien varios tipos de minerales, incluidos el monazita y el bastasito, pueden contener disprosio, las fuentes con el mayor porcentaje de disprosio contenido son las arcillas de adsorción iónica de la provincia de Jiangxi, China y los minerales de xenotime en el sur de China y Malasia.
Dependiendo del tipo de mineral, se debe emplear una variedad de técnicas hidrometalúrgicas para extraer REE individuales. La flotación de espuma y el tostado de concentrados es el método más común para extraer sulfato de tierras raras, un compuesto precursor que, en consecuencia, puede procesarse mediante desplazamiento de intercambio iónico. Los iones de disprosio resultantes se estabilizan con flúor para formar fluoruro de disprosio.
El fluoruro de disprosio se puede reducir a lingotes metálicos calentando con calcio a altas temperaturas en crisoles de tantalio.
La producción mundial de disprosio se limita a aproximadamente 1800 toneladas métricas (disprosio contenido) anualmente. Esto representa solo alrededor del 1 por ciento de todas las tierras raras refinadas cada año.
Los mayores productores de tierras raras incluyen Baotou Steel Rare Earth Hi-Tech Co., China Minmetals Corp., y Aluminum Corp. de China (CHALCO).
Aplicaciones
Con mucho, el mayor consumidor de disprosio es la industria de imanes permanentes. Dichos imanes dominan el mercado de motores de tracción de alta eficiencia que se utilizan en vehículos híbridos y eléctricos, generadores de turbinas eólicas y discos duros.
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Fuentes:
Emsley, John. Nature & amp; apos; s Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements .& lt; br & gt ; & amp; # x203A; Ciencias
Oxford University Press; Edición de nueva edición (septiembre. 14 2011) & lt; br & gt ;
Arnold Magnetic Technologies. El papel importante del disprosio en los imanes permanentes modernos . 17 de enero de 2012.& lt; br & gt ;
British Geological Survey. Elementos de tierras raras . Noviembre de 2011.& lt; br & gt ;
URL: www.mineralsuk.com
