Sjeldne jordarter

(Omdirigert fra Sjeldne jordmetaller)


Sjeldne jordarter er en gruppe grunnstoffer bestående av de 15 lantanoider, yttrium og scandium[1][2]. De har nokså liknende egenskaper, og er av stor betydning for dagens teknologi.

Gadolinitt-(Y) krystaller fra Slobrekka gruve i Iveland. Utstilt i Iveland kommunes mineralsamling i Åkle.
Eksempler på ren metallisk yttrium.
Eksempler på oksider av sjeldne jordarter.
Bayan Obo mining district.
Prisen av neodymiumoksyd under den sjeldne jordartskrisen

Om navnetRediger

Begrepet sjeldne jordarter har vist seg å være feil. Men da disse grunnstoffer ble oppdaget, var det kjent få forekomster hvor det fantes mineraler som inneholdt dem. I tillegg var mengden av disse sjeldne jordartsmineraler svært begrenset.

Videre klarte kjemikere ikke å fremstille de rene, metalliske grunnstoffene. De klarte kun å fremstille oksider av dem. Disse oksider var veldig lik jord. Det var ikke før i 1828 at tysk kjemiker Friedrich Wöhler (1800-1882) klarte å fremstille metallisk yttrium.

I virkeligheten er cerium, den mest vanlige av den gruppe, mer vanlig enn kobber. Og lutetium, den mest sjeldne, er mer vanlig enn gull og platina.


Historien om oppdagelsen av sjeldne jordarterRediger

Den største utfordring for å kunne oppdage de sjeldne jordarter, var at de finnes sammen som blanding i sjeldne jordsartmineraler. På grunn av nokså like kjemiske egenskaper er de vanskelig å skille. Både yttrium og cerium, som var de første som ble oppdaget, viste seg å være blandinger med flere andre sjeldne jordarter.

Ved hjelp av kjemiske metoder og spektroskopi var det mulig å oppdage at det skjulte seg andre sjeldne jordarter i det opprinnelig framstilte preparater.

YttriumRediger

Carl Axel Arrhenius (1757-1824) var offiser i den svenske hær, og var samtidig amatør geolog og kjemiker. I 1787 fant han en prøve av et ukjent mineral i et kvarts- og feltspatbrudd ved Ytterby, om lag 20 km nordøst for Stockholm.[3] Prøven var et mørkt, nokså tung mineral. Han trodde at det inneholdt wolfram og kalte det ytterbitt. Etter hvert bestemte han seg for å sende prøver til noen kjemikere for videre studie.

Johan Gadolin (1760-1852), finsk kjemiker, fysikker og mineralog, var en av dem som fikk tilsendt prøver av dette ukjente mineral i 1792. Etter å ha studert prøvene, kunngjorde han i 1794 at disse inneholdt et oksid av et nytt, hittil ukjent grunnstoff. Oksiden kalte han yttria etter Ytterby, mens selve grunnstoffet fikk navnet yttrium. Mineralet som Arrhenius fant, fikk etter hvert navnet gadolinitt[4].

CeriumRediger

Vinteren 1803/4 oppdaget svensk kjemiker Jöns Jacob Berzelius (1779-1848) og geolog Wilhelm Hisinger (1766-1852) cerium i et mineral fra Bastnäs gruve[5], noen kilometer vest for Skinskatteberg i Västmanland. Uavhengig av dem, oppdaget Tysk kjemiker Martin Klaproth (1743-1817) cerium bortimot samtidig. Grunnstoffet fikk sitt navn etter en ny oppdaget dvergplanet Ceres (Som ble klassifisert som asteroide på denne tid.). Metallisk cerium ble for første gang fremstilt i 1875 av to amerikanske forskere.

LantanRediger

Lanthan ble oppdaget i 1839 av svensk kjemiker og mineralog Carl Gustav Mosander (1797-1858). Da han eksperimenterte med cerium-nitrat, utvunnet fra ceriummalm fra Bastnäs gruve, oppdaget han at den inneholdt en annen kjemisk substans som viste seg å inneholde et nytt grunnstoff. Den fikk navnet lantan, etter det greske lanthanein, som betyr å ligge skjult. Samtidig fremstilte han en lilla substans, som han kalte didymium (tvilling). Den skulle senere vise seg å være en blanding av flere andre sjeldne jordarter.

Erbium og terbiumRediger

Erbium og terbium ble samtidig oppdaget av Carl Gustav Mosander i 1843 i yttriumoksyd. Erbiumoksid er rosa, mens terbiumoksid er gul. Begge to fikk sitt navn etter Ytterby.

YtterbiumRediger

Ytterbium ble oppdaget i 1878 av sveitsisk kjemiker Jean Charles Galissard de Marignac (1817-1894). Han klarte å isolere grunnstoffet fra prøver av den tidligere oppdaget erbium. Ytterbium ble oppkalt etter Ytterby.

HolmiumRediger

Holmium ble oppdaget i 1878 samtidig av sveitsiske vitenskapsmenn Marc Delafontaine og Jacques-Louis Soret, og svensk kjemiker Per Teodor Cleve (1840-1905). Holmium ble isolert fra prøver av erbium. Holmium ble oppkallt etter Holmia, den latinske navn for Stockholm.

SamariumRediger

Samarium ble oppdaget i 1879 av fransk kjemiker Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran (1838-1912). Han ekstraherte Mosanders "Didymium" fra mineralet samarskitt, og fant gjennom kjemiske eksperimenter ut at den besto av ulike typer sjeldne jordarter. Samarium ble oppkalt etter samarskitt.

ThuliumRediger

Thulium ble oppdaget i 1879 av svensk kjemiker Per Teodor Cleve (1840-1905) i erbiumprøver, i hvilken han hadde oppdaget holmium året før. Thulium ble oppkalt etter Thule, et gammelt navn for Skandinavia.

ScandiumRediger

Allerede i 1869 foresa Dmitrij Mendelejev, da han utviklet det Periodiske system av grunnstoffer, at det skulle bli oppdaget et nytt grunnstoff mellom kalsium (atomnummer 20) og titan (atomnummer 22). Han kalte det eka-boron. Svensk kjemiker Lars Erik Nilsen (1840-1899) oppdaget denne nye grunnstoff med atomnummeret 21 i 1879 i erbium. Den hadde fremstilt fra euxenitt, et mineral som han trodde fantes kun i Skandinavia. Derfor fikk grunnstoffet navnet scandium.

GadoliniumRediger

Gadolinium ble oppdaget i 1880 av sveitsisk kjemiker Jean Charles Galissard de Marignac (1817-1894). Han mistenkte at didymium som Mosander hadde oppdaget burde inneholde andre sjeldne jordarter. Gadolinium ble oppkalt etter Johan Gadolin, som hadde oppdaget yttrium i 1894.

Neodym og praseodymRediger

Neodym og praseodym ble oppdaget i Wien i 1885 av Carl Auer von Welsbach (1858-1929) i en substans som Mosander hadde framstilt av ceriummalm, og som hadde fått navnet didymium. Mosander feilaktig trodde at det var et nytt grunnstoff. Det viste seg å være en blanding med flere sjeldne jordarter. Navnet Neodym betyr "ny tvilling", mens praseodym er oppkalt etter prasios didymos, som er gresk for grønn tvilling.

DysprosiumRediger

Dysprosium ble oppdaget av fransk kjemiker Eugène-Anatole Demarcay i 1886. Det viste seg at holmiumprøver inneholdt enda en ny sjeldne jordart: dysprosium. Han måtte gjennomføre svært mange ganger forskjellige kjemiske reaksjoner for å separere dysprosium fra holmium. Grunnstoffet ble derfor oppkalt etter dysprositos, som er gresk for vanskelig å få tak i.

EuropiumRediger

I 1901 oppdaget fransk kjemiker Eugène-Anatole Demarcay at samarium som Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran hadde fremstilt i 1879, inneholdt enda en ny sjelden jordart: europium. Grunnstoffet fikk navnet etter Europa.

LutetiumRediger

Lutetium ble oppdaget i 1907 av den franske kjemiker Georg Urbain (1872-1938) i Paris, og ble oppkalt etter Lutetia, den romeriske navn for Paris. Det rene grunnstoffet ble ikke fremstilt før i 1953. Den østerrikske kjemikeren Carl Auer von Welsbach (1858-1929) og den amerikanske kjemikeren Charles James oppdaget lutetium i samme år, men det er Urbain som ble kreditert denne oppdagelse.

PromethiumRediger

Promethium er et radioaktivt element. Halveringstid av den mest stabile isotop er kun 17,74 år, og det som kanskje en gang har vært på jorda av denne grunnstoff, er dermed for lengst forsvunnet. Det har blitt oppdaget at noen av uranatomene som undergå fisjon blir til promethium. Det estimeres at det finnes 1 picogram (1x10-12 gram) av technetium pr. tonn uranmalm i naturen. Endelig bevis for eksistensen av Promethium kom i 1945, da et amerikansk team av vitenskapsmenn klarte å isolere prøver av dette grunnstoffet. Det var isotopen Promethium 147 med en halveringstid av 2.6234 år. Promethium ble oppkalt etter den greske gud Prometheus.

Sjeldne jordarter i mineralogienRediger

I naturen finnes det hundrevis av mineraler med høyt innhold av sjeldne jordarter. I noen tilfeller er de det mest viktige kation, mens i andre tilfeller er innholdet så pass høyt, at det er en vesentlig kjennetegn.

Disse mineraler får på grunn av dette en suffiks som beskriver hvilken sjeldne jordart er dominerende. Da skrives det for eksempel gadolinitt-(Y) eller gadolinitt-(Ce).

I nesten alle tilfeller finnes det flere sjeldne jordarter i ett og samme mineral. Formelen til gadolinitt-(Ce) er derfor (Ce,La,Nd,Y)2Fe2+Be2Si2O10.

I ett og samme mineral kan det finnes soneringer med varierende innhold av sjeldne jordarter. For eksempel har monazitt-(Nd) blitt oppdaget i monazitt-(Ce)-prøver funnet i en gruve på Rostadheia i Iveland og i Lundekleiven gruve på Evje.

Forekomster av sjeldne jordarterRediger

Yttrium ble oppdaget i mineralet gadolinitt, i en kvarts- og feltspatbrudd i Ytterby, Sverige. Slike forekomster kalles pegmatitt.

I hel Skandinavia finnes det slike pegmatitter, og mange av dem inneholder sjeldne jordartsmineraler. I noen av dem så pass mye, at de var en viktig kilde til dem.

I Norge var det særlig i Evje/Iveland-område at sjeldne jordartsmineraler var en viktig biintekt til de bøndene som drev disse gruver.

Det var mineraler som gadolinitt-(Y), euxenitt-(Y), fergusonitt-(Y), thortveititt m.m. som ble solgt til atominstituttet i Kjeller og til utlandet. Pr. i dag har pegmatitter lite eller ingen betydning som kilde til sjeldne jordarter.

Forekomsten som førte til oppdagelsen av cerium, Bastnäs gruve i Sverige, var en såkalt skarnforekomst. I Bastnäs gruve har det blitt utvunnet 4,500 tonn cerium.

Fra slutten av 1800-tallet av ble utenlandske ceriumforekomster viktig. I Brasil ble det oppdaget steder hvor sandet langs stranda inneholdt store mengder monazitt, et mineral som inneholder både cerium og thorium i betraktelig mengder. Senere ble det oppdaget liknende forekomster i India, Sri Lanka, Australia m.m. I India er det aktiv gruvedrift etter monazitt[6][7].

I 1949 ble det oppdaget en forekomst av sjeldne jordarter i California som fikk navnet Mountain Pass Mine. Forekomsten er en karbonatitt med i snitt 7,06% sjeldne jordartoksider (REO). Fra begynnelsen av 1960-tallet ble denne gruve en stor produsent, og med noen pauser er den i 2021 fortsatt i drift.

China har utviklet seg fra rundt 1980-tallet til å bli verdens viktigste produsent av sjeldne jordarter, fra både karbonatitter og sedimentære forekomster. I 2020 produserte landet 140,000 tonn av sjeldne jordartsoksider[8]. I Kinas forekomster finnes det ca. 40% av sjeldne jordarter i verden.

I Norge er det Fensfeltet som blir ansett til å være Europas største forekomst av sjeldne jordarter, samt thorium, som kan være et kilde til energi. Denne forekomst er en karbonatitt.

Anvendelser av sjeldne jordarter gjennom tidenRediger

Til å begynne var det bare noen få anvendelser for sjeldne jordarter.

I 1890 ble en gasslys-kappe introdusert av østerriksk vitenskapsmann og oppfinneren Carl Auer von Welsbach med thoriumdioksid tilsatt 1% ceriumoksid veldig populær. Samme mann fikk patentert "ferrocerium" som ble brukt som flintstein i lightere, til og med i dagens tid.

Siden det var veldig vanskelig og kostbar til å lage rene grunnstoffer av de sjeldne jordarter, stagnerte industriens interessen for dem.

På 1940-tallet hadde en ny separasjonsmetode blitt utviklet, "ion-utveksling", som i utgangspunkt kun ble brukt til å separere neptunium, uran, thorium og actinium i forbindelse med Manhattan prosjektet. Men i etterkrigstiden begynte man å bruke samme metode til å separere sjeldne jordarter.

På 1960-tallet ble samarium-kobolt magneter utviklet, som hadde som gunstig egenskap, at de beholdt sin magnetkraft, selv om de ble veldig varmt. Det var viktig for å kunne gjøre radarinstallasjoner mer kraftig.

Scandium ble brukt etter WW2 i russiske jagerfly[9] i en legering med aluminium.

Innenfor laser-forskning ble det utviklet laserstaver av yttrium-aluminium-granat. Disse var viktig i målsøkeren av missiler.

På 1970/80-tallet ble nikkel-metallbatterier utviklet, som brukte lantan og neodymium.

På 1980-tallet ble neodymium-jern-boronmagneter utviklet, som brukes nå særlig i vindmøller. På 1990-tallet var disse essensiell til harddisker i PC-ene. Disse neodymiummagneter, som man pleier å kalle dem, ble også brukt til å erstatte gammeldags magneter i eksisterende apparater og produkter, og gjøre dem mindre i størrelse og mer effektiv.

Bruken av sjeldne jordarter økte betraktelig gjennom 1900- og 2000-tallet med stadig nye anvendelser.

I en Iphone brukes det for eksempel lantan til å minimalisere forvrenging i de bitte små kameralenser, neodymiummagneter til å forbedre lydkvaliteten av høyttalere og ørepropper, og yttrium og erbium til å gjøre skjermens fargene sterkere.

I dagens tid blir sjeldne jordarter brukt i alle industrigren. Alt fra kjemisk og alle andre typer industri, automobiler, fly, medisinske apparater, våpenindustrien til romfart.

2010 Sjeldne Jordarts krise[10]Rediger

Siden 2006 hadde Kina begynt å innføre ekstra avgifter og redusere eksportkvoter på sjeldne jordarter, men reduserte disse kvoter ytterlige med 40% i 2010. Kina argumenterte at dette var nødvendig for å beskytte sine forekomster av disse metaller. Det gjorde at prisene steg kraftig og Kina ble beskyldt å drive med proteksjonisme.

Høsten 2010 eskalerte situasjonen ytterlige.

En kinesisk fisker ble arrestert av den japanske kystvakten i omstridte farvann, det kalles den Senkaku-båtkollisjonshendelsen. Det oppsto en konflikt mellom Kina og Japan. Nyhetene om arrestasjonen førte til at kinesiske myndighetene holdt igjen en rekke forsendelser som var bestemt for Japan. Det eskalerte i en handelsembargo med uforutsette konsekvenser.

Få visste at i disse forsendelsene var sjeldne jordartoksider, avgjørende for japansk høyteknologisk produksjon. I kort tid steg prisen på sjeldne jordartsmetaller på verdensmarked - i noen tilfeller med flere hundre prosent.

Plutselig innså verden at de sjeldne jordarter hadde blitt politikk. Regjeringer verden over begynte å bekymre seg for ressursene de trengte for våpenindustrien og andre viktige teknologier. De høye prisene på sjeldne jordarter - og frykten for ikke å ha dem – skapte frykt i vestlige land.

I 2012 ble en klage til WHO fra USA, Japan og EU avgjort i fordel av de klagende partiet. Det ble argumentert at den store prisforskjell mellom sjeldne jordarter solgt i og utenfor Kina, ga kinesiske produsenter en urettferdig fordel. Kina ble pålagt å øke kvoter og senke priser.

Innen 2015 hadde prisene gått ned så pass mye, at det igjen for andre enn de kinesiske produsentene ble vanskelig å tjene penger på å produsere sjeldne jordarter.

Sjeldne jordarter og konskvensene for miljøet og helse[11][12]Rediger

REE finnes naturlig i stort sett svært lav konsentrasjon i miljøet.

Gruver er ofte i land der miljømessige og sosiale standarder er svært lave, og forårsaker brudd på menneskerettighetene, avskoging og forurensning av land og vann.

Rund sjeldne jordartsgruver oppstår det som regel store forurensninger med høyere konsentrasjoner av sjeldne jordarter. Det har vært så langt lite studi etter konsekvensene av gruvedrift etter sjeldne jordarter, og langtidsvirkningene for miljøet er vanskelig å forutsi.

Toksiteten av sjeldne jordarter for menneskene og dyre- og planteliv er ikke endelig bestemt, men de blir karakterisert til å være mildt giftig for menneskene. [13] Langtidsvirkningene av eksponering til dem er vanskelig å forutsi. [14]

Sjeldne jordartsmalm inneholder thorium og uran i varierende mengder og representerer en av de mest krevende miljømessige utfordringer. Disse radioaktive tyngmetaller er helseskadelig og inntak kan føre til alvorlige forgiftninger.[15]

Thorium er ikke noe særlig løselig i vann, uansett forholdene. Det er derfor gruvestøv som utgjør den største trussel mot miljø og menneskene.

Uran er svært bra løselig i vann under oksiderende forhold. Det er derfor nødvendig å sikre seg at det ikke kan trenge inn uranholdige løsninger i drikkevannskilder eller ellers i naturen.

Oversikt over anvendelser av sjeldne jordarterRediger

Atomnummer Symbol Navn Anvendelser Hyppighet ppm[a] $/kg[b]
21 Sc Scandium
  • Lette aluminium-scandium-legeringer til romfartskomponenter
  • tilsetning til metall-halid lyspærer og kvikksølvdamp-lys
  • radioaktivt sporingsmiddel i oljeraffinerier
  • nøytronfilter i atomreaktorer
  • spiringsfremmende i landbruk
  • baseballbats, proffesionelle sportsykler
022 3.900,- (based on 5 kg lot in 2019)
39 Y Yttrium
  • Yttrium-aluminium-granat (YAG) til bruk i lasers
  • yttrium-vanadate (YVO4) som substrat til europium i rød fosfor til TV-skjermer
  • YBCO høy-temperatur superledere
  • yttria-stabilisert zirkonia (YSZ) (brukt bl.a. i kunstige tenner)
  • ildfast materiale
  • i metallegeringer brukt in jetmotorer
  • belegg i motorer og industrielle gasturbiner
  • electrokeramiske materialer - til å måle oksygen og pH av varme vannløsninger, særlig i brenselceller
  • keramisk elektrolyt - brukt i solid-oksid-brenselceller
  • kunstige smkykkesteiner - pga høy hardhet og lysbrytning
  • do-it-yourself høytemperatur keramik og vann-basert)
  • yttrium-jern-granat (YIG) mikrobølge filters
  • tennplugger
  • gasslys-kappe
  • tilsetning til stål
  • aluminium- og magnesiumlegeringer
  • kreftbehandlinger
  • kamera og refraktorteleskoper-lenser (pga høy refraktiv tall og meget lav thermisk utvidelse)
  • batterikatoder (LYP)
033 3,- (2019)
57 La Lantan
  • alkali-resistent glass med høy refraksjonsverdi til bl.a. lenser
  • flintstein
  • hydrogenlagring
  • battery-elektroder
  • kamera og refractive teleskoplenser
  • katalysator i oljeraffinerier
  • Til behandling av patienter med hyperfosfataemia
  • kjernematerial i karbon-buelampe til foto- og filmstudios
039 2,-
58 Ce Cerium
  • Kjemisk oksideringsmiddel
  • poleringspulver
  • gul pigment i glass og keramik
  • katalyst i selv-rensende ovner
  • katalyst til oljeraffinerier
  • flintstein til lightere
  • robust, intrinsik hydrofobisk belegg til turbineblader.
066.5 2,-
59 Pr Praseodymium
  • Sjeldne jordartmagneter
  • laser
  • kjernematerial i karbon-buelampe
  • pigment i glass og skinnende emaljer
  • tilsetning i didymiumglass brukt i sveisebriller
  • i flintsteinprodukter
  • single-modus fiber (som dope i fluoridglass)
009.2
60 Nd Neodymium
  • Sjeldne jordartmagneter
  • lasers
  • lilla pigment i glass og keramikk
  • didymiumglass
  • keramiske kondensatorer
  • motorer i elektriske biler
041.5 47,-
61 Pm Promethium
  • Atombatterier
  • selvlysende maling
00 [c]
62 Sm Samarium
  • Sjeldne jordartmagneter
  • laser
  • nøytronfangst
  • masers
  • kontrollstaver i atomreaktorer
007.05
63 Eu Europium
  • Røde og blå fosfors
  • lasers, kvikksølvdamplys
  • fluorescerende lys
  • kjernemagnetisk resonans(NMR)
  • relaksasjonsmiddel i radiologiske bildeundersøkelser
002 31,-
64 Gd Gadolinium
  • glass og granat med høy refraktiv tall
  • lasers
  • røntgenrør
  • "Bubble memory"
  • nøytroninnfanging
  • MRI kontrastmiddel
  • NMR relaksasjonsmiddel
  • magnetostriktive legeringer som Galfenol
  • tilsetning i stål og kromlegeringer
  • magnetisk nedkjøling (magnetokalorisk effekt)
  • positron emission tomography (PET), scintillasjondetektor
  • substrat til magneto-optiske filmer
  • høytemperatur superledere med høy yttelse
  • keramisk elektrolyt i solid-oksid brenselceller
  • oksigendetektorer
  • bilkatalisatorer.
006.2
65 Tb Terbium
  • Tilsetning i Neodymiummagneter
  • grønne fosfors
  • lasers
  • lysrør (del av den hvite treband fosforsjikt)
  • magnetostriktive legeringer som terfenol-D
  • sonar systemer til marinen
  • stabilisator i brenselceller
001.2 628,-
66 Dy Dysprosium
  • tilsetning til neodymiummagneter
  • i halide lusbue
  • i atomreaktorer som "cermet" for å absorbere nøytroner
  • dosimeters
  • kondensatorer
  • i "rewritable" CD/DVD-disker
  • laser
  • magnetostriktive legeringer som terfenol-D
  • harddisker
005.2 258,-
67 Ho Holmium
  • magnetisk flux konsentrator
  • I atomreaktorer til å stoppe kjedereaksjonen
  • Laser
  • bølgelengde kalibrering standarder til optiske spektrofotometri
  • magneter
001.3
68 Er Erbium
  • Infrarød lasers
  • lasers til medisk og dental bruk
  • vanadium stål
  • i vernebriller til sveisere
  • i nattebriller for å konvertere infrarød lys til grønn lys
  • fiberoptisk teknologi
  • i atomreaktorer for å absorbere nøytroner og øke levetid av brenselstaver
003.5
69 Tm Thulium
  • Bærbare röntgenapparater
  • metall-halide lys
  • laser
000.52
70 Yb Ytterbium
  • Infrarød laser
  • kjemisk reduseringmiddel
  • narrebluss
  • rustfritt stål
  • stressmåler (stress gauges)
  • nuklear medisin
  • jordskjelvovervåkning
003.2
71 Lu Lutetium
  • Skanndetektorer i Positron Emission Tomography (PET)
  • glass med høy refraksjons-indeks,
  • lutetium-tantalat substrat til fosfors
  • katalysator brukt i raffinerier
  • lysdioder
000.8


LitteraturRediger

  • Emsley, J. (2001) Nature's Building Blocks. An A-Z guide to the elements. Oxford University Press. ISBN 0-19-850340-7. 539 pp.
  • Selbekk, R.S. (2010) Norges mineraler. Revidert utgave. Basert på Neumann (1985): Norges mineraler. UIO: Naturhistorisk museum. NGU. Tapir akademisk forlag. 552 pp.

ReferanserRediger

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

Grunnstoffer i sjeldne jordarterREE (engelsk: Rare Earth Elements, ordrett 'sjeldne jordgrunnstoffer') er en samlende betegnelse for inntil 17 ulike grunnstoffer og brukes noen ganger også om mineralene de danner.[16][17] Særlig omfattes grunnstoffene 21 scandium, 39 yttrium og lantanoidene: 57 lantan til 71 lutetium. Sjeldne jordarter er svært kompatible med bergartsdannende mineraler, og deres ioner er derfor noe av de siste som krystalliserer i residualsmelten. Da de samtidig er radioaktive, vil denne fraksjoneringen skape lokal oppvarming. Stoffene brukes i produksjonen av biler og en rekke forbruksvarer.

Disse elementene er karakterisert ved at de har to valenselektroner i tilsvarende elektronskall og med like egenskaper. Ser man bort fra fulle skall som ikke er kjemisk aktive, er elektronkonfigurasjonen for scandium 3d14s2, for yttrium 4d15s2 og for lantan 5d16s2. Neste element etter lantan som er cerium, har sitt ekstra elektron i det indre 4f-skallet som til nå er tomt og har den laveste energien.[18] Det har plass til i alt 14 elektroner og gir opphav til et like stort antall elementer som utgjør lantanoidene. Det siste elementet i denne serien er lutetium som derved har elektronkonfigurasjonen 4f145d16s2. Det nye elektronet i neste element hafnium må gå inn på en ledig plass i 5d-skallet. Da det dermed har fire valenselektroner, er dette ikke en sjelden jordart.

Folkerepublikken Kina stod i 2011 for inntil 97 prosent av verdensproduksjonen av flere av de sjeldne jordartene, men det er samtidig store reserver av slike råstoffer i Norge. I 2010 innførte Kinas regjering eksportrestriksjoner og utførselen av sjeldne jordarter sank med 40 prosent. Dette medførte en tidobling av prisene på verdensmarkedet fra 2009 til 2010, og er trolig motivert i kinesisk ønske om å tiltrekke seg industriproduksjon som er avhengig av disse råvarene.[17] Året etter avga WTO en foreløpig kjennelse om at Kinas eksportrestriksjoner brøt med landets forpliktelser som WTO-medlem, etter klagemål fra USA, EU og Mexico. I 2012 gikk også Japan med i en formell stevning av Kina for WTO, som midt i mars fikk en seksti dagers frist til å imøtegå beskyldningene.

Månen inngår de sjeldne jordarter i KREEP, som er et akronym for bestanddelene K, REE og P.

Liste over sjeldne jordarterRediger

Atomnr. Navn Etymologi
21 Scandium latin Scandia; Skandinavia
39 Yttrium etter Ytterby gruve i Sverige
57 Lantan gresk lanthanon; «jeg er gjemt»
58 Cerium etter den romerske fruktbarhetsgudinnen Ceres
59 Praseodym gresk praso; «porregrønn» tvilling
60 Neodym gresk neo; «ny» tvilling
61 Promethium etter Prometheus som gav menneskene ilden i gave
62 Samarium Vasilij Samarskij-Bykhovets oppdaget den sjeldne jordartsmalmen samarskit.
63 Europium Demarcay isolerte grunnstoffet og oppkalte det etter Europa
64 Gadolinium etter Johan Gadolin (1760-1852) fordi han undersøkte sjeldne jordarter
65 Terbium etter Ytterby gruve i Sverige
66 Dysprosium gresk dysprositos; «vanskelig å få tak i»
67 Holmium latinsk Holmia; Stockholm.
68 Erbium etter Ytterby gruve i Sverige
69 Thulium etter det mytiske landet Thule.
70 Ytterbium etter Ytterby gruve i Sverige
71 Lutetium latinsk Lutetia, romernes navn for Paris.

ReferanserRediger

  1. ^ «RARE EARTH ELEMENTS at Royal Society of Chemistry». U.S. Geological Survey. Besøkt March 9, 2021.  Sjekk datoverdier i |besøksdato= (hjelp)
  2. ^ Emsley, J. (2001) Nature's Building Blocks. An A-Z guide to the elements. Oxford University Press. ISBN 0-19-850340-7. 539 pp. Oxford University Press. 
  3. ^ https://www.mindat.org/loc-3191.html
  4. ^ «GADOLINITE at Mindat.org». Besøkt March 9, 2021.  Sjekk datoverdier i |besøksdato= (hjelp)
  5. ^ «BASTNÄS MINES at Mindat.org». Besøkt March 9, 2021.  Sjekk datoverdier i |besøksdato= (hjelp)
  6. ^ «2015 MINERALS YEARBOOK – The Mineral Industry of India». U.S. Geological Survey.  Sjekk datoverdier i |besøksdato= (hjelp);
  7. ^ . IREL (India) Limited.  Sjekk datoverdier i |besøksdato= (hjelp);
  8. ^ [https:// https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2021/mcs2021.pdf «USGS MINERAL COMMODITY SUMMARIES 2021»] Sjekk |url=-verdien (hjelp) (PDF). U.S. Geological Survey. Besøkt March 9, 2021.  Sjekk datoverdier i |besøksdato= (hjelp)
  9. ^ «RARE EARTH ELEMENTS at Royal Society of Chemistry (side 469, ikke hele boken er publisert)». books.google.no. Besøkt March 9, 2021.  Sjekk datoverdier i |besøksdato= (hjelp)
  10. ^ «The History and Future of Rare Earth Elements at Science History Institute». Besøkt March 9, 2021.  Sjekk datoverdier i |besøksdato= (hjelp)
  11. ^ «Rare earth elements (REEs): Effects on germination and growth ofselected crop and native plant species». ELSEVIER. Besøkt March 10, 2021.  Sjekk datoverdier i |besøksdato= (hjelp)
  12. ^ «An Updated Review of Toxicity Effect of the Rare Earth Elements (REEs) on Aquatic Organisms at MDPI.com». MDPI. Besøkt March 10, 2021.  Sjekk datoverdier i |besøksdato= (hjelp)
  13. ^ Emsley, J. (2001) Nature's Building Blocks. An A-Z guide to the elements. Oxford University Press. ISBN 0-19-850340-7. 539 pp. Oxford University Press. 
  14. ^ «A human health risk assessment of rare earth elements in soil and vegetables from a mining area in Fujian Province, Southeast China». Elsevier. 
  15. ^ «RARE EARTH ELEMENTS - Critical Mineral Resources of the United States—Economic and Environmental Geology and Prospects for Future Supply» (PDF). U.S. Geological Survey. Besøkt March 10, 2021.  Sjekk datoverdier i |besøksdato= (hjelp)
  16. ^ Redigert av N.G. Connelly og T. Damhus (med R.M. Hartshorn og A.T. Hutton), red. (2005). Nomenclature of Inorganic Chemistry: IUPAC Recommendations 2005 (PDF). Cambridge: RSC Publ. ISBN 0-85404-438-8. Arkivert fra originalen (PDF) 27. mai 2008. Besøkt 13. mars 2012. 
  17. ^ a b «Norge kan tjene på konflikt» – Aftenposten 15. mars 2012, side 6.
  18. ^ P.W. Atkins, Physical Chemistry, Oxford University Press, Oxford (2005). ISBN 0-19-879285-9.
  1. ^ Atomer per million i jordskorpen, f.eks. Pb=13 ppm
  2. ^ Pris for oksider pr. mars 2020. Kilde: USGS
  3. ^ estimert skulle det finnes noen hundre gram på hele jorda