Загрузка...
Энциклопедия Технологий и Методик

оооооооооооооооооооооооо

Загрузка...
Энциклопедия Технологий и Методик
 
Домашние промыслы
 
Ювелирное дело

Справочник домашнего ювелира

 

Техногенная сырьевая база редких и редкоземельных металлов

Белов А.И., Камышный А.Н., Тарасов В.П.

Редкие (и их составная часть редкоземельные) металлы – условное обозначение большой группы элементов периодической системы /1/. Функциональные возможности и значимость применения указанных металлов в объектах вооружения и военной техники подтверждаются приводимыми ниже хотя и неполными, но достаточно информативными примерами.

В полупроводниковой электронике широкое применение находят дефицитный германий и его соединения, в частности арсенид - галлиевые соединения GaAr и соединения индия с фосфором.

Типичными для полупроводниковых приборов и микроэлектроники являются соединения: AlAs, AlP, Te (?-Ge-Si) GaAs, GaH, CdS, CdSi, GaSb, TiO2, Ti2O3, BaTiO3 V2O5 – BiO3 – P2O5 Si:H, Si:F, (CH3)4Ge, (CH3)4Sn, Si(OC2H5)4 Bi2Se3, Bi2Te3, ZnSiP2, CdSiP2, AgGe2P3 InAs, As2Se3, Cd3As2, As2Te3

В твердотельных лазерах используется рубин ?-Al2O3, иттрий -алюминиевый гранат Y3Al5O2, гранаты, содержащие иттрий Y3Al5O2, гадолиний GdCoO12, самарий Sm2Ga5O12, Sm3F3O12, неодим Nd3Ga5O12 и др.

Чаще всего используются соединения: Al2O3, ZrBe3, TaBe2, NbBi3, Bi3TiO14, BaTiO3 ZnWO4, CdWO4, MgWO4 Y3Al5O12, Y3Fe5O12, Cd3Ga5O12, Sm3Ga5O12, AlxGa1-xAs, Ca0,12In0,73Cd0,15, As0,63P0,37, Sc(OR)3, Y(OR)3 Ga0,7In0,16P0,14, W(OPr)5

В оптоэлектронной технике используется: LiTaO3, LiNbO3, TeO2, EuO, MnBi, TmFeO3 GrAgBi, Pa2Ir, Cl4 GaAs, GaP, InAs GaAs1-xPx, AlxCa1-xAs нелинейные кристаллы для оптоэлектроники содержат соединения дейтерия D(2H).

В приемниках инфракрасного излучения используются кадмий-сера-селен Cd-S-Se, кадмий–ртуть-теллур Cd-Hg-Te, соединения таллия TlBr, TlCl, Tl3Al3S, Si:Ga, Ge:Hg.

В болометрах находят широкое применение находят сплавы висмута с оловом, хромом, германием.

В фоторезисторах используются соединения кадмий-селен CdSe, свинец-селен PbSe, свинец-теллур PbTe, кадмий-сера CdS.

Материалы, используемые в фотоэлектронных умножителях:
- серебро в сплавах: AgOCs, BiAgCs,
- цезий в сплавах: BiAgОCs; SbKNaCs, GaAsPCs, InGaAs, CsO,
- галлий в сплавах: InGaAs:CsO,
- индий в сплавах: InGaAs:CsO; InGaAs.

В сверхпроводниковой (включая высокотемпературную) электронике используются: V3Ga, Nb3Ga, InP, ISb GaAs-GaP, GaAs-AlAs InSb-GaSb MO2B, MnMo6Y8, M-Ag Nb3Sn, Nb3Ga, Nb3Ge, NbLiZr, Nb3Al0,8Ge0,2

В акустоэлектронных устройствах используются: LiNbO3, Al2O3, Y3Al5O12 LiTaO3, Bi12GeO20, LiIO3 ZnO, AlN, CdS, CdSe

Контактные материалы для электромагнитных реле и контактороров помимо драгоценных металлов содержат соединения гадолиния.

Электровакуумные приборы в значительных количествах содержат: WRe, WAu, WCu, WNi CaWO4 CaTiO3 MgWO4, (ZnBe)2SiO4, CdSAg, CaWO4 AuPt, AuTi, AgPt CuAl, SnNi ZrNb, LaBi

Припои для соединения стекла с металлом содержат сплавы индия InSi, InAs, InAl, геттеры – титана и тория.

Стекла, защищающие от проникающего излучения (рентген и др.) содержат значительное количество бериллия.

Керметные резисторы выполнены на основе пасты, содержащей рутений.

Электролитические конденсаторы К-52 содержат до 6,5 г. тантала каждый.

Магнитные материалы с высокой коэрцетивной силой содержат редкоземельный металлы: Tb тербий, Ru рутений, Er эрбий, No нобелий, Ir иридий и др.

Интенсивное развитие квантовой электроники делает необходимым дополнить этот перечень информацией о возрастающей потребности в хроме (Cr), неодиме (Nd), эрбии (Er), бериллии (Be) и др.

Повышается потребность использования редкоземельных металлов в ортоферритах, имеющих обобщенную формулу RFeO3, где под символом R подразумевается рений, осьмий, иридий и др.

Все большее значение приобретает использование редких и редкоземельных металлов в первичных, так и во вторичных химических источниках тока.

Приведенный перечень имеет двоякую цель: с одной стороны, он указывает на потребность объектов спецтехники в редких и редкоземельных металлах, а с другой стороны, на возможность их извлечения в настоящее время или ближайшем будущем на указанных объектов в ходе утилизации /2-8/.

Как следует из самого наименования – "редкие и редкоземельные металлы" их кларки (% содержание в земной коре) невелики, месторождения не концентрированы (рассеяны), технология извлечения из минерального сырья затруднена их высокой химической активностью. Велика их рыночная стоимость, подчас на 1-2 порядка превышающая рыночную стоимость драгоценных металлов.

Применительно к нуждам оборонных отраслей промышленности сказанное усугубляется отделением от России ряда государств ближнего зарубежья, обладающих полиметаллическими рудными месторождениями (Киргизия, Казахстан и др.), а также системой политических запретов на продажу России большинство видов минерального сырья стратегической значимости.

Сказанное предопределяет не только возможность, но и насущную необходимость использования техногенной сырьевой базы, содержащейся в утилизируемых объектах спецтехники, для сокращения дефицита редких и редкоземельных металлов, необходимых для воспроизводства серийных и разработки новых образцов –вооружения и военной техники.

Вопреки сказанному, существующая практика осуществления практических работ в области утилизации объектов вооружения и военной техники, будучи сконцентрированной на извлечении драгметаллов, не решает проблему утилизации редких и редкоземельных металлов.

 

Ограниченный объем статьи и соображения секретности заставляют ограничиться отдельными заимствованными из /9/ примерами допускаемых возможностей.

Объект № 1 Содержание драгметаллов: Золото – 25 г., серебро – 112 г, сплавы драгметаллов – 58 г. Содержание редких и редкоземельных металлов: Тантал – 380 г, ниобий – 40 г, индий 15 г. Заключение: Стоимость редких и редкоземельных металлов превышает стоимость драгметаллов.

Объект № 2 Содержание драгметаллов: Золото – 44 г., серебро – 162 г, сплавы драгметаллов – 138 г. Содержание редких и редкоземельных металлов: Тантал – 900 г, ниобий – 2 г, индий 17 г. Заключение: Стоимость редких и редкоземельных металлов сопоставима со стоимостью драгметаллов.

Объект № 3 Содержание драгметаллов: Золото – 118 г., серебро – 298 г, сплавы драгметаллов – 140 г. Содержание редких и редкоземельных металлов: Тантал и ниобий – 1100 г, сапфировая линза - 24 г, теллур – 1,5 г, туллий – 0,5 г. Заключение: Стоимость редких и редкоземельных металлов сопоставима со стоимостью драгметаллов.

Углубленный анализ вопроса показал невозможность достижения требуемых тактико-технических характеристик рассматриваемых объектов аппаратуры без использования электрорадиоизделий, содержащих указанные редкие и редкоземельные металлы.

В перспективе целесообразно провести оценку суммарного объема редких и редкоземельных металлов, которые содержатся в эксплуатируемой и передаваемой на утилизацию аппаратуре. Известно, например, что в 1990 г. в эксплуатируемой аппаратуре содержалось 70 млн конденсаторов К52-2, содержащих 420 тонн тантала и 70 тонн серебра.

Промедление использования подлежащих утилизации объектов вооружения и военной техники в качестве источников техногенного сырья для преодоления дефицита редких и редкоземельных металлов недопустимо. Первопричиной создавшегося положения является отсутствие справочных данных о содержании указанных металлов в изделиях электронной техники и электротехники, комплектующих объекты спецтехники. В отличие от драгметаллов необходимые на этот счет сведения отсутствуют в ОТУ и ТУ на приборы, справочниках, формулярах и этикетках. Благодаря этому учреждения и предприятия, составляющие документацию для практических работ по утилизации радиоэлектронных средств не имеют возможности внести в эту документацию необходимую информацию. Заказчик работ не в состоянии обосновать соответствующие требования.

Проведение работы по созданию сводной базы данных на машинночитаемых носителях о содержании редких и редкоземельных металлов в электрорадиоизделиях военного назначения предусмотрено Федеральной целевой программой промышленной утилизации вооружения и военной техники на период до 2005 г.

Реализация результатов этой работы позволит дополнить инструктивные документы, касающиеся обращения с изделиями, содержащими драгметаллы, разделами, отражающими специфику обращения с редкими и редкоземельными металлами, ранее не входившими в число материалов строгой отчетности, и соответственно увеличить возвратное финансирование работ оборонного комплекса.

 

Литература

1. Статья "Редкие элементы". Краткая химическая энциклопедия, с.599-603.М.: Сов. Энциклопедия, 1995.

2. Вульф Б.К. Титан в электронной технике. – М., 1996.

3. Иванова Р.В. Извлечение галлия из отходов производства арсенида и фосфида галлия. – Полупроводниковые материалы. – М., 1972, вып. 1, с.138 – 146.

4. Лобанов А.А. Физико-химические свойства материалов электронной техники. – Казань, 1984.

5. Металлоорганические соединения в электронной технике. – Томск, 1989.

7. Савицкий Е.М. Сплавы рения в электронной технике. – М., 1980.

8. Электроника. Энциклопедический словарь. – М.: Сов. Энциклопедия, 1991.

9. Камышный А.Н. Отчет по НИР "Контракт-МО", Мытищи, 2000 г.

 

 

Сборник составлен по публикациям "Голден Сити"
Автор-составитель. Патлах В.В. 2007 г.
http://patlah.ru

© "Энциклопедия Технологий и Методик" Патлах В.В. 1993-2007 гг.

Loading...

 

оооооооооооооооооооооооо

Загрузка...