Sällsynta jordartsmetaller

Sällsynta jordartsmetaller (förkortas ibland REE efter engelskans rare earth element eller REM efter rare earth metal), är metalliska grundämnen vars föreningar förekommer relativt sparsamt i naturen. Hit räknas med IUPAC:s definition periodiska systemets grupp 3, skandium, yttrium och lantanoiderna^[1] (det vill säga lantan samt de fjorton lantaniderna).

Till de sällsynta jordartsmetallerna räknas således följande grundämnen:

Atomnr	Kemisk beteckning	Namn	Upptäcktsår	Upptäckare	Upptäcktsplats
21	Sc	Skandium	1879	Lars Fredrik Nilson	Ytterby, Stockholms skärgård
39	Y	Yttrium	1794	Johan Gadolin	Ytterby, Stockholms skärgård
57	La	Lantan	1838	Carl Gustaf Mosander	Skinnskatteberg, Västmanland
58	Ce	Cerium	1803^[2]	Jacob Berzelius m.fl.	Skinnskatteberg, Västmanland
59	Pr	Praseodym	1885	Carl Auer von Welsbach	Österrike
60	Nd	Neodym	1885	Carl Auer von Welsbach	Österrike
61	Pm	Prometium	1945	Jacob A. Marinsky	USA
62	Sm	Samarium	1879	Paul Émile Lecoq de Boisbaudran
63	Eu	Europium	1901	Eugène-Anatole Demarçay
64	Gd	Gadolinium	1880	Jean Marignac	Ytterby, Stockholms skärgård
65	Tb	Terbium	1843	Carl Gustaf Mosander	Ytterby, Stockholms skärgård
66	Dy	Dysprosium	1886	Paul Émile Lecoq de Baisbaudran
67	Ho	Holmium	1878	Jacques Louis Soret m.fl.	Ytterby, Stockholms skärgård
68	Er	Erbium	1842	Carl Gustaf Mosander	Ytterby, Stockholms skärgård
69	Tm	Tulium	1879	Per Teodor Cleve	Ytterby, Stockholms skärgård
70	Yb	Ytterbium	1878	Jean de Marignac	Ytterby, Stockholms skärgård
71	Lu	Lutetium	1907	Georges Urbain m.fl.

Plats i periodiska systemetRedigera

1
H

2
He

3
Li

4
Be

5
B

6
C

7
N

8
O

9
F

10
Ne

11
Na

12
Mg

13
Al

14
Si

15
P

16
S

17
Cl

18
Ar

19
K

20
Ca

21
Sc

22
Ti

23
V

24
Cr

25
Mn

26
Fe

27
Co

28
Ni

29
Cu

30
Zn

31
Ga

32
Ge

33
As

34
Se

35
Br

36
Kr

37
Rb

38
Sr

39
Y

40
Zr

41
Nb

42
Mo

43
Tc

44
Ru

45
Rh

46
Pd

47
Ag

48
Cd

49
In

50
Sn

51
Sb

52
Te

53
I

54
Xe

55
Cs

56
Ba

57
La

58
Ce

59
Pr

60
Nd

61
Pm

62
Sm

63
Eu

64
Gd

65
Tb

66
Dy

67
Ho

68
Er

69
Tm

70
Yb

71
Lu

72
Hf

73
Ta

74
W

75
Re

76
Os

77
Ir

78
Pt

79
Au

80
Hg

81
Tl

82
Pb

83
Bi

84
Po

85
At

86
Rn

87
Fr

88
Ra

89
Ac

90
Th

91
Pa

92
U

93
Np

94
Pu

95
Am

96
Cm

97
Bk

98
Cf

99
Es

100
Fm

101
Md

102
No

103
Lr

104
Rf

105
Db

106
Sg

107
Bh

108
Hs

109
Mt

110
Ds

111
Rg

112
Cn

113
Nh

114
Fl

115
Mc

116
Lv

117
Ts

118
Og

I vissa tekniska tillämpningar förekommer det att begreppet avgränsas på andra sätt än IUPAC:s officiella. Även en uppdelning mellan tunga (HREE) respektive lätta (LREE) sällsynta jordartsmetaller förekommer inom tekniska tillämpningar, dock utan att dessa begrepp tillämpas på ett enhetligt sätt. En relativt vanlig definition av HREE, baserat på ämnenas elektronstruktur, är dock terbium till lutetium (grundämne 65 till 71) samt yttrium.^[3]

Existensen av skandium förutsades på teoretisk grund av Dmitrij Mendelejev, som provisorisk kallade ämnet ekabor ("liknande bor").

Många av jordartsmetallerna har fått stor teknisk betydelse som tillsatsämnen inom halvledartekniken.

FörekomstRedigera

Den relativa förekomsten i jordskorpan av olika grundämnen. De sällsynta jordartsmetallerna anges med blått.

De sällsynta jordartsmetallerna förekommer ofta tillsammans. Trots beteckningen är ämnena inte så sällsynta som man trodde när gruppen namngavs. Vanligast förekommande är cerium, som är det 25:e vanligaste grundämnet i jordskorpan. Prometium, som saknar stabila isotoper, förekommer nästan inte alls. Med undantag för prometium är alla grundämnen i gruppen mindre sällsynta än exempelvis silver och guld.

Produktion och marknadRedigera

Världsproduktion av sällsynta jordartsmetaller under 1900-talets andra hälft

Världsproduktionen av sällsynta jordartsmetaller dominerades länge av en gruva i Mountain Pass i Kalifornien, som stängdes 2002 på grund av fallande råvarupriser och miljöproblem men återöppnades 2018. Världsproduktionen 2018 (utom Skandium) uppskattas till 170 000 ton och domineras av Kina där 70% bröts, framför allt i distriktet Bayan Obo i Inre Mongoliet. 12% bröts i Australien och 9% i USA. I Vietnam och Brasilien finns stora mineralreserver men dessa länder har endast låg produktion.^[4]^[5]

MarknadRedigera

Metallerna i gruppen prissätts olika: År 2018 handlades oxider av de vanligt förekommande cerium och lantan för 2 USD/kg medan dysprosiumoxid kostade 180 USD/kg och terbiumoxid 461 USD/kg.^[4]