Đất hiếm: scandium

Đất hiếm: scandium

1

Sinh viên : Phạm Thị Hòa

N i dung.ộ

2

1.Sơ lược về scandi.

1.1 Giới thiệu chung.

1.2 Đặc điểm.

1.3 Nguồn gốc.

1.4 Sự khám phá.

1.5 Các quặng chứa scandi.

2.Ứng dụng.

3.Điều chế.

4 Một số hợp chất của scandi.

5.Tình hình scandi hiện nay.

1.Sơ lược về scandi

 Là nguyên tố đất hiếm đầu tiên được tìm thấy.

 Khối lượng nguyên tử 44,95591.

 Nhiệt độ nóng chảy 1541 °C

 Nhiệt độ sôi 2836 °C

 Khối lượng riêng ở 293K là 2.992 g/cm3

 Cấu trúc tinh thể : hình lục giác.

 Màu sắc : màu trắng bạc.

3

1.1 Giới thiệu chung

1.2.Đặc điểm.

4

 Scandi thì trên mặt trăng phong phú hơn ở trên trái đất

 Màu xanh có trong đá quý aquamarine là có sự có mặt của scandi

 Scandi nằm rải rác trên trái đất, nhưng không thể tìm thấy 1 lượng lớn ( hiếm mà

không hiếm)

 Scandium – aluminum nhẹ bền nên dễ dàng điều chỉnh hướng đi của bóng để đi nhanh

và xa hơn

1.3.Đặc điểm

5

1.3.Nguồn gốc

6

 Scandium hiếếm khi t p trung trong t nhiến b i vì nó thiếếu s kếết h p v i ậ ự ở ự ợ ớ các qu ng anion hình thành ph biếến (Hedrick, 2010) ặ ổ

 Nó được tìm thấếy trong l p v trái đấết v i nồồng đ trung bình là 22ppm.ớ ỏ ớ ộ

 Nó được phấn tán r ng rãi trong th ch quy n và t o thành các gi i pháp ộ ạ ể ạ ả

v ng chắếc trong h n 100 khoáng s n ữ ơ ả

1.3.Nguồn gốc.

7

 Trong l p v trái đấết, scandium ch yếếu là thành phấồn vi l ớ ỏ ủ ượ ng

khoáng sắết t Nồồng đ trong các khoáng chấết (amphibole-hornblend, ừ ộ biotit và pyroxen) th ườ ng nắồm trong kho ng t 5 đếến 100 ppm, t ả ừ ươ ng

đ ươ ng scandi oxit Khoáng sắết t đ ừ ượ c tìm thấếy trong đá l a bazan và ử gabro.

 Làm giàu c a scandi cũng x y ra trong khoáng chấết nhồm phosphate, ủ ả beryl, casiterit, columbite, garnet, muscovit, khoáng s n đấết hiếếm, và ả Wolframit.

1.4 S khám phá.ự

8

 Là nguyên tố được khám phá vào năm 1879 bởi Lars Fredrick Nilson giáo sư ngành hoá phân tích trường đại học uppsala ở Uppsala và học viện hoàng gia nông nghiệp ở Stockholm, Thuỵ Điển.

 Phân hủy một vài kg của các khoáng chất đất hiếm gadolinit (làng Ytterby, Thụy Điển)

và euxenite (Arendal, Na Uy) Nilson tách đất hiếm bằng cách chưng cất phân đoạn và kết tủa để có được 63 gam cô đặc Nilson đặt tên nguyên tố scandium mới để vinh danh các địa điểm nơi hai khoáng chất được tìm thấy, Scandinavia

1.4 Sự khám phá.

9

 Scandium trước đấy s n xuấết t i Hoa Kỳ là ch yếếu t các khoáng silicat ả ạ ủ ừ thortveitite scandium - yttrium , và t các gi i pháp l c t ho t đ ng s n ừ ả ọ ừ ạ ộ ả xuấết uranium

 Các thortveitite hiếếm và kếết h p v i khoáng scandium – bearing t t nh ợ ớ ừ ỉ Ravalli , Montana , Hoa Kỳ, được cho là có nguồồn gồếc magma và x y ra kếết ả

h p v i pegmatit granit fluorit – và melagabbro trong Crystal Mountain ợ ớ fluorit

1.4 S khám phá.ự

10

 Thortveitite ch a ~ 34% Scứ 2O3 , ~ 10% hree , và ~ 2% LREE.

 Scandium cũng đã đượ ảc s n xuấết trước đấy nh m t s n ph m ph trong ư ộ ả ẩ ụ quá trình x lý uranium t i m đồồng Bingham Canyon, Bingham Canyon, ử ạ ỏ Utah

 T i Climax , Colorado , scandium đã đạ ược thu t s n ph m tinh chếế vonfram ừ ả ẩ trong khi chếế biếến Wolframit

1.5 Các khoáng chứa scandi.

11

 Thortveitite : (Sc,Y)2Si2O7

 Bazzite : Be3Sc2(Si6O18)

 Kolbeckite : ScPO4 2H2O

 Sc-Ixiolite : (Nb,Ta,Ti,Sc,Fe,Mn)4O8

 Sc-Perrierite :

(Ce,Ca, Th)4(Fe2+,Sc)Fe23+(Ti,Fe3+)2(Si2O7)2O8

 Magbasite :KBa(Al,Sc)Fe2+Mg5F2Si6O20

 Sự phân bố scandi trong quặng wolfram: dùng phương pháp phân tích quang phổ định lượng những

mẫu quặng wolfram.

o Đem 20 mg sấy khô bằng điện, lúc chụp ảnh dùng dòng điện 10 ampe, điện thế 220V.

o Kết quả : 1 những quặng wolfram loại greizep thường có hàm lượng scandi cao (0,02 -0,2%).

o 2 những loại mỏ wolfram loại thủy điện khí hóa thì hàm lượng scandi tương đối cao (0,04%)

o 3.scanđi xuất hiện chủ yếu ở quặng wolfram- sắt.

2 Ứng dụng.

 Đèn HID ( đèn chiếu sáng cường độ cao) để chiếu sáng các sân vận động và vũ đài.

 Làm khung máy bay, xe đạp,gậy đánh gôn, gậy đánh bóng chày …(scandium- aluminum).

 Sử dụng trong nha khoa để hàn răng (Er,Cr,YSGG).

13

2 ng d ng.Ứ ụ

14

 Đồng vị phóng xạ Sc46 được sử dụng trong các thiết bị lọc dầu bằng cracking như là chất dò dấu

vết Ứng dụng chính theo khối lượng là các hợp kim nhôm-scandi cho công nghiệp tàu vũ trụ và các thiết bị thể thao (xe đạp, gậy bóng chày v.v.) dựa trên các tính chất đặc biệt của vật liệu Khi thêm vào nhôm, scandi có thể cải thiện độ bền (ở nhiệt độ phòng và ở nhiệt độ cao hơn), độ mềm v.v thông qua sự hình thành của pha Al3Sc Ngoài ra, nó cũng làm giảm khả năng tạo vết nứt khi đông đặc trong quá trình hàn các hợp kim nhôm có độ bền cao.

3.Điều chế

15

 2 ScCl3(s)  2 Sc(s) + 3 Cl3(g)

 Dùng tác nhân electron, ở 700-800 0C.

 - Đi từ Scandium oxyt: 2 tấn/năm

 Sc2O3 + 6 HCl+ x H2O → 2 ScCl3·nH2O + 3 H2O

 ScCl3·nH2O + n NH4Cl → ScCl3 + n H2O + n NH4Cl

 - Đi từ Scandium Fluoride: 10kg/năm.

4.Một số hợp chất của scandi

16

 Scandium acetate: Sc(O2C2H3)3.xH2O, dùng làm lớp màng quang học, chất xúc tác, gốm cách điện

và công nghiệp laze.

 Scandium Fluoride: ScF3

 Scandium nitrate: Sc(NO3)3.xH2O.

 Scandium sulfate: Sc2(SO4)3.8H2O

 Scandium oxide: Sc2O3 hay còn gọi là Scandia dùng làm hợp chất của UV, AR, màng phủ bền, có giá trị cao.

5 Tình hình c a scandi hi n nay.ủ ệ

17

Xây dựng nhà máy thu hồi Scandi tại Philippin

• Vừa qua, Công ty Sumitomo Metal Mining Co Ltd (Nhật Bản) thông báo sẽ tiến

hành xây dựng một nhà máy thử nghiệm thu hồi nguyên tố scanđi (Sc) tại Phillipines Theo kế hoạch, nhà máy này sẽ được xây dựng trên hòn đảo Palawan nằm phía tây nam nước này và sẽ được vận hành vào đầu năm 2014

Thanks for listenning