Факты о скандии

Скандий — серебристый металл, мягкий, плотность которого примерно в три раза превышает плотность воды. По данным Chemicool, скандий является переходным металлом и также считается редкоземельным элементом из-за схожих химических свойств (таких как сложность извлечения и отделения от других элементов) и существования в тех же рудах.

Скандий является 31-м по распространенности элементом на Земле, согласно Периодической таблице, с содержанием около 22 частей на миллион по весу в земной коре, по данным Chemicool.

Скандий тонко рассеян и обнаружен в более чем 800 минералах. По данным Scandium Mining, в этих минералах скандий находится в форме оксида (Sc2O3, также известного как скандия или оксид скандия). По данным Chemistry объяснено, существует множество коммерческих применений скандия, хотя стоимость скандия обычно высока – несколько тысяч долларов за килограмм оксида скандия и до нескольких сотен тысяч долларов за килограмм чистого скандия.

Согласно Энциклопедии Нового Света, русский химик Дмитрий Менделеев, изобретатель таблицы Менделеева, предсказал существование и свойства скандия (который он назвал «экабором» — похожим на бор) в 1869 году. Ларс Фредрик Нильсон, шведский химик, исследуя спектры минералов эвксенита и гадолинита, открыл этот элемент в 1879 году. Элемент был назван в честь латинского слова, обозначающего Скандинавию, «Скандия», из-за минералов, в которых в то время находился скандий. По словам Питера ван дер Крогта, голландского историка, время существовало только на Скандинавском полуострове. Пер Теодор Клев, шведский химик, пришел к выводу, что новый элемент, открытый Нильсоном, аналогичен предложенному элементу, описанному Менделеевым.

В первой попытке выделить скандий Нильсон и его команда обработали 10 килограммов эвксенита и смогли получить около двух граммов оксида скандия. Согласно Энциклопедии Нового Света, металлический скандий был впервые произведен только в 1937 году немецкими химиками Вернером Фишером, Карлом Брюнгером и Гансом Гринсайзеном. В 1960 году был произведен скандий чистотой 99 процентов.

Большинство исследований, связанных со скандием, связаны с использованием сплавов скандия, особенно с алюминием. В большинстве этих исследований обсуждаются преимущества сочетания скандия с другими металлами и возможные варианты использования сплавов. Существуют новые методы работы со сплавами, такие как патент, поданный в 1997 году американским изобретателем Уильямом Тэком, и продолжающиеся исследования по извлечению скандия из различных ресурсов, такие как исследование Вэйвэй Вана и др., группы австралийских ученых. исследователей, опубликованную в 2010 году в журнале Elsevier в разделе «Гидрометаллургия».

В патенте Тэка описан метод использования алюминиево-скандиевых сплавов для сборки таких конструкций, как велосипедные рамы, с помощью сварки. Использованные сплавы содержали различное количество скандия, а также другие «наполнители», в том числе кремний, марганец, магний, цирконий, титан и медь, что позволило определить наилучшее сочетание материалов для различных конструкций с использованием авторской технологии сварки.

В исследовании 2010 года описано несколько процессов извлечения скандия из нескольких ресурсов. Скандий в основном извлекается как побочный продукт добычи других руд, таких как уран, алюминий, титан, цирконий и другие редкоземельные руды. Для извлечения скандия из оставшихся руд используются различные методы, включая выщелачивание, экстракцию растворителем, осаждение и прокаливание.

В диссертационном исследовании, опубликованном в 2016 году Клэр Паркер, студенткой океанических наук из Калифорнии, обсуждается важность скандия в океане. Следы металлов являются важными микроэлементами для здоровья океанской среды, и хотя железо является наиболее изученным, скандий является одним из наименее изученных микроэлементов, обнаруженных в океане. Биологическая роль скандия неизвестна. Следовательно, по мнению автора, растворенный в океане скандий может относиться к непитательной стороне океанического цикла железа.