Dysprosium ultra pur / très pur

Dysprosium, Dy, numéro atomique 66

Dysprosium (Dy), élément chimique, une terre rare de la série des lanthanides du tableau périodique des éléments.

Le dysprosium est un métal relativement dur et sous sa forme pure, il est blanc argenté. Il est assez stable dans l'air et brille à température ambiante. Les puces de dysprosium s'enflamment facilement et brûlent de manière incandescente. Le métal réagit lentement avec l'eau et se dissout rapidement dans les acides dilués - à l'exception de l'acide fluorhydrique (HF), dans lequel il forme une couche protectrice de DyF3 insoluble. Le métal est un paramètre très puissant au-dessus d'environ 180 K (-93 ° C ou -136 ° F); il est antiferromagnétique entre environ 90 (-183 ° C ou -298 ° F) et 180 K et ferromagnétique en dessous de 90 K.

Le chimiste français Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran a découvert cet élément pour la première fois (1886) en association avec de l'holmium et d'autres lanthanides lourds; le chimiste français Georges Urbain a pu par la suite produire une fraction relativement pure (1906). Certaines sources minérales importantes pour le dysprosium sont les argiles à ions latérite, le xénotime, la fergusonite, la gadolinite, la leurénite, la polycrase et la blomstrandine.

Le dysprosium (du grec δυσπρόσιτος "inaccessible") est un élément chimique avec le symbole d'élément Dy et le numéro atomique 66. Dans le tableau périodique, il appartient au groupe des lanthanides. 1886 a réussi, dans le laboratoire français français Lecoq de Boisbaudran, à isoler l’oxyde de dysprosium d’un échantillon d’oxyde de holmium, jusqu’alors considéré comme une substance uniforme. Les propriétés chimiques des lanthanides étant très similaires et toujours associées par nature, une distinction n’était possible ici que par des méthodes d’analyse très complexes. Sa contribution à la structure de la croûte terrestre est exprimée en pourcentage pondéral 0,00042. Les matériaux de départ sont la monazite et la bastase.

Les isotopes naturels sont tous stables et ont des nombres de masse 164 (fréquence naturelle 28,3 pourcent), 162 (25,5 pourcent), 163 (24,9 pourcent), 161 (18,9 pourcent), 160 (2,33 pourcent), 158 pourcent (0,10 pourcent) et 156 pourcent (0,06 pourcent). 29 pour cent). Sans isomères nucléaires, on connaît un total d'isotopes radioactifs 138 du dysprosium. Leur taille varie de 173 à 139. Le moins stable est le dysprosium-0,6 (demi-vie de 154 secondes) et le plus stable est le dysprosium-3,0 (demi-vie de 106 × XNUMX).

Récupération de dysprosium

Après une séparation complexe de l'autre Dysprosiumbegleiter, l'oxyde est mis à réagir avec du fluorure d'hydrogène en fluorure de Dysprosium. Il est ensuite réduit en dysprosium métallique avec du calcium pour former du fluorure de calcium. La séparation des résidus de calcium et des impuretés restants a lieu dans une refusion supplémentaire sous vide. Après distillation dans un vide poussé, pour atteindre le dysprosium de haute pureté.

La séparation commerciale est effectuée par des techniques d'extraction liquide-liquide ou d'échange d'ions. Le métal est produit par réduction métallothermique des halogénures anhydres avec des métaux alcalins ou alcalino-terreux. Le métal est ensuite purifié par distillation sous vide. Le dysprosium existe sous trois formes allotropiques (structurelles). La phase α est hexagonale occupée de manière dense avec a = 3.5915 Å et c = 5.6501 Å à température ambiante. Une fois refroidi à ~ 90 K, l'ordre ferromagnétique est accompagné d'une distorsion orthorhombique, β-Dy, du réseau hexagonal compact. La phase β a a = 3.595 Å, b = 6.184 Å et c = 5.678 Å à 86 K (-187 ° C ou -305 ° F). La phase γ est cubique centrée avec a = 4,03 Å à 1.381 ° C (2.518 ° F).

Le dysprosium est principalement dérivé de la bastase et de la monazite, où il se présente comme une impureté. Parmi les autres minéraux contenant du dysprosium, citons la leurénite, la fergusonite, la gadolinite et la polycrase. Il est financé aux États-Unis, en Chine, en Russie, en Australie et en Inde.

Bastnäsit (également Bastnaesite) est le nom d’un groupe de minéraux de la classe minérale des «carbonates et nitrates» (anciennement des carbonates, des nitrates et des borates). Tous les Bastnäsite cristallisent dans le système cristallin hexagonal de composition générale (Ce, La, Nd, Y) [(F, OH) | CO3], contiennent donc à côté du complexe carbonate les métaux des terres rares cérium, lanthane, néodyme et yttrium. le groupe des lanthanides et, à titre d'anions supplémentaires, d'ions fluor ou hydroxydes. Les Bastnäsite sont donc également appelés fluorocarbonates de lanthanides.

La monazite est un terme collectif désignant les minéraux reconnus par IMA et les membres finaux d'une série complète mélangée, composée de monazite (La), de monazite (Ce), de monazite (Nd) et de monazite (Sm) et de leurs cristaux mélangés. Ces minéraux rares appartiennent à la classe des "phosphates, arsenates et vanadates" et cristallisent dans le système cristallin monoclinique avec la composition chimique suivante: monazite (La) - (La, Ce, Nd) [PO4] ou LaPO4 monazite (Ce) - (Ce, La, Nd, Th) [PO4] ou monozite CePO4 (Nd) - (Nd, Ce, Sm) [PO4] ou NdPO4 monazite (Sm) - (Sm, Gd, Ce, Th) [PO4] ou SmPO4

Utilisation de dysprosium

Les utilisations principales du dysprosium sont des ajouts alliés aux matériaux à aimants permanents Nd2Fe14B (où une partie du néodyme est remplacée par du dysprosium) pour augmenter à la fois le point de Curie et la force du champ coercitif et ainsi améliorer le comportement à haute température de l'alliage. Le métal fait également partie du terfénol D magnétostrictif (Tb0.3Dy0.7Fe2). Le dysprosium est utilisé dans les barres de commande des réacteurs nucléaires en raison de sa section efficace d'absorption des neutrons relativement élevée; ses composés ont été utilisés dans la fabrication de matériaux laser et d'activateurs du phosphore, ainsi que dans les lampes à halogénures métalliques.

L’importance économique et technique de la dysprosium est relativement faible. Sa production est estimée à moins de 100 tonnes par an. Il est utilisé dans divers alliages, dans des aimants spéciaux et avec du plomb allié comme matériau de protection dans les réacteurs nucléaires. Cependant, son utilisation dans les aimants d'éoliennes a fait de ces métaux des terres rares un produit rare. De plus, le plus grand fournisseur mondial, la Chine, ralentit ses livraisons afin d'accroître sa valeur ajoutée.

Oxyde de dysprosium - Chimiquement, le dysprosium se comporte comme une terre rare trivalente typique, formant une série de composés jaune clair, dont l'état d'oxydation est +3.

Le tableau périodique avec des éléments de métaux stratégiques et de terres rares

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Autres applications du dysprosium

Le dysprosium, associé au vanadium et à d’autres éléments, est utilisé dans la fabrication de matériaux laser.
Le dysprosium est utilisé pour doper les cristaux de fluorure de calcium et de sulfate de calcium dans les dosimètres.
Les alliages contenant du terbium et du dysprosium présentent une forte magnétostriction et sont utilisés dans les essais de matériaux.
Dans les aimants néodyme-fer-bore, il augmente la coercivité et étend la plage de température utilisable.
L'oxyde de dysprosium améliore le comportement diélectrique du titanate de baryum pour les condensateurs.
Il est parfois utilisé en raison de sa section efficace de captage élevée pour les neutrons thermiques pour la production de barres de commande en technologie nucléaire.
Le dysprosium améliore le spectre d'émission des lampes halogènes hautes performances.
Les chalcogénures de Dysprosium cadmium servent de source infrarouge pour l’étude des réactions chimiques.

Prix ​​du dysprosium

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