Que sont les éléments de terres rares ?

Les éléments de terres rares sont un ensemble de 17 métaux qui font partie intégrante de notre mode de vie moderne et de nos efforts pour produire des technologies avancées et toujours plus vertes qui leur donnent la capacité de décharger et d’accepter des électrons, ce qui en fait un composant intégral de nombreux éléments électroniques, optiques modernes. , utilisations magnétiques et catalytiques. 

La désignation « rare » est un peu impropre : ce n’est pas qu’ils ne sont pas abondants, mais plutôt qu’ils se trouvent en petites concentrations sur la terre et qu’ils sont très difficiles à extraire avec succès car ils se fondent et ressemblent à d’autres minéraux dans la terre. Ainsi, même s’ils ne sont pas précisément « rares », ils  sont  rares. 

Quels sont les éléments de terres rares ?

Les métaux des terres rares se trouvent principalement dans la deuxième rangée à partir du bas du tableau des éléments. Selon la Rare Earth Technology Alliance, en raison des « propriétés magnétiques, luminescentes et électrochimiques uniques, ces éléments aident à faire fonctionner de nombreuses technologies avec un poids réduit, des émissions réduites et une consommation d’énergie ; ou leur donner plus d’efficacité, de performances, de miniaturisation, de vitesse, de durabilité et de stabilité thermique.

Par ordre de numéro atomique, les éléments des terres rares sont :

  • Scandium ou Sc (21) – Ceci est utilisé dans les téléviseurs et les lampes à économie d’énergie.
  • Yttrium ou Y (39) – L’yttrium est important dans le monde médical, utilisé dans les médicaments contre le cancer, les médicaments contre la polyarthrite rhumatoïde et les fournitures chirurgicales. Il est également utilisé dans les supraconducteurs et les lasers.
  • Lanthane ou La (57) — Le lanthane est utilisé dans les objectifs de caméra/télescope, les lunettes optiques spéciales et le verre absorbant les infrarouges.
  • Cérium ou Ce (58) — Le cérium se trouve dans les convertisseurs catalytiques et est utilisé pour le polissage de précision du verre. On le trouve également dans les alliages, les aimants, les électrodes et l’éclairage à l’arc au carbone.
  • Praséodyme ou Pr (59) – Ceci est utilisé dans les aimants et les métaux à haute résistance.
  • Néodyme ou Nd (60) — De nombreux aimants autour de vous contiennent du néodyme : haut-parleurs et écouteurs, microphones, stockage informatique et aimants dans votre voiture. On le trouve également dans les lasers industriels et militaires de grande puissance. Le minéral est particulièrement important pour la technologie verte. Chaque moteur Prius, par exemple, nécessite 2,2 lb de néodyme et sa batterie entre 22 et 33 lb. Les batteries d’éoliennes nécessitent 450 lb de néodyme par watt.
  • Promethium ou Pm (61) – Ceci est utilisé dans les stimulateurs cardiaques, les montres et la recherche.
  • Samarium ou Sm (62) – Ce minéral est utilisé dans les aimants en plus des traitements intraveineux contre le cancer et des barres de contrôle des réacteurs nucléaires.
  • Europium ou Eu (63) — L’europium est utilisé dans les écrans couleur et les ampoules fluocompactes.
  • Gadolinium ou Gd (64) – Il est important pour le blindage des réacteurs nucléaires, les traitements contre le cancer, ainsi que les équipements de diagnostic à rayons X et de densité osseuse.
  • Terbium ou Tb (65) – Le terbium a des utilisations similaires à l’Europium, bien qu’il soit également doux et possède donc des capacités de mise en forme uniques.
  • Dysprosium ou Dy (66) – Ceci est ajouté à d’autres aimants de terres rares pour les aider à fonctionner à des températures élevées. Il est utilisé pour le stockage informatique, dans les réacteurs nucléaires et dans les véhicules économes en énergie.
  • Holmium ou Ho (67) — L’holmium est utilisé dans les barres de contrôle nucléaires, les micro-ondes et les concentrateurs de flux magnétique.
  • Erbium ou Er (68) – Ceci est utilisé dans les réseaux de communication à fibre optique et les lasers.
  • Thulium ou Tm (69) — Le thulium est une autre terre rare laser.
  • Ytterbium ou Yb (70) — Ce minéral est utilisé dans les traitements contre le cancer, dans l’acier inoxydable et dans les dispositifs de détection sismique.
  • Lutétium ou Lu (71) — Le lutétium peut cibler certains cancers et est utilisé dans le raffinage du pétrole et la tomographie par émission de positons.

Extraction d’éléments de terres rares

Les métaux des terres rares sont difficiles à extraire car ils ne se trouvent pas en grandes quantités ou dans des veines comme d’autres minéraux tels que l’or. Ils doivent être séparés les uns des autres à l’aide de diverses techniques d’extraction et de traitement.

Il existe trois méthodes principales pour séparer et raffiner les éléments, notamment : 

1. Cristallisation fractionnée, 

2. Échange d’ions, 

3. Extraction liquide-liquide ou extraction par solvant.

La plupart des mines d’éléments de terres rares ne produisent ces types d’éléments qu’en utilisant des techniques à grande échelle qui impliquent le forage, le dynamitage et le transport. Les éléments sont séparés et purifiés puis affinés pour répondre aux normes de l’industrie pour les applications appropriées.