Logam disprosium adalah lunak, berkilau-perak elemen tanah jarang (REE) yang digunakan dalam magnet permanen karena kekuatan paramagnetik dan daya tahan suhu tinggi.
Properti
- Simbol Atom: Dy
- Nomor Atom: 66
- Kategori Elemen: Logam lantanida
- Berat Atom: 162.50
- Titik lebur: 1412 ° C
- Titik didih: 2567 ° C
- Kepadatan: 8.551g / cm3
- Vickers Hardness: 540 MPa
Karakteristik
Sementara relatif stabil di udara pada suhu sekitar, logam dysprosium akan bereaksi dengan air dingin dan larut dengan cepat dengan asam. Namun, dalam asam hidrofluorik, logam tanah jarang yang berat akan membentuk lapisan pelindung dysprosium fluoride (DyF).3).
Aplikasi utama logam lunak berwarna perak ini adalah magnet permanen. Ini disebabkan oleh fakta bahwa dysprosium murni sangat paramagnetik di atas -93°C (-136°F), artinya tertarik magnetik bidang dalam berbagai suhu.
Bersamaan dengan holmium, dysprosium juga memiliki momen magnetik tertinggi (kekuatan dan arah tarikan yang dihasilkan oleh medan magnet) dari setiap elemen.
Temperatur lebur yang tinggi dari Dysprosium dan penampang serapan neutron juga memungkinkannya untuk digunakan dalam batang kendali nuklir.
Sementara dysprosium akan bekerja tanpa percikan, itu tidak digunakan secara komersial sebagai logam murni atau dalam struktur paduan.
Seperti unsur lantanida lainnya (atau tanah jarang), disprosium paling sering dikaitkan secara alami dalam tubuh bijih dengan unsur tanah jarang lainnya.
Sejarah
Ahli kimia Prancis Paul-Emile Lecoq de Boisbadran pertama kali mengenali dysprosium sebagai elemen independen pada 1886 ketika ia menganalisis erbium oksida.
Mencerminkan sifat intim dari UTJ, de Boisbaudran awalnya menyelidiki oksida itrium tidak murni, dari mana ia menggambar erbium dan terbium menggunakan asam dan amonia. Erbium oksida, sendiri, ditemukan mengandung dua unsur lainnya, holmium, dan thulium.
Ketika de Boisbaudran bekerja di rumahnya, elemen-elemen itu mulai menampakkan diri mereka seperti boneka Rusia, dan sesudahnya 32 sekuens asam dan 26 endapan amonia, de Boisbaudran mampu mengidentifikasi disprosium sebagai elemen unik. Dia menamai elemen baru itu dengan kata Yunani dysprositos, artinya 'sulit didapat'.
Bentuk elemen yang lebih murni disiapkan pada tahun 1906 oleh Georges Urbain, sementara bentuk murni (hari ini standar) dari elemen tidak diproduksi sampai 1950, setelah pengembangan pemisahan pertukaran dan metalografi teknik reduksi oleh Frank Harold Spedding, pelopor penelitian tanah jarang, dan timnya di Ames Laboratory.
Laboratorium Ames, bersama dengan Laboratorium Senjata Angkatan Laut, juga penting dalam mengembangkan salah satu kegunaan utama pertama untuk dysprosium, Terfenol-D. Bahan magnetostriktif diteliti selama 1970-an dan dikomersialkan pada 1980-an untuk digunakan dalam sonar laut, sensor magneto-mekanis, aktuator, dan transduser.
Penggunaan disprosium dalam magnet permanen juga tumbuh dengan penciptaan neodymium-besi-boron (NdFeB) magnet pada 1980-an. Penelitian oleh General Motors dan Sumitomo Special Metals mendorong terciptanya versi permanen yang lebih kuat dan lebih murah ini (samarium-kobalt) magnet, yang telah dikembangkan 20 tahun sebelumnya.
Penambahan dysprosium antara 3 hingga 6 persen (berdasarkan berat) pada paduan magnetik NdFeB meningkatkan Curie magnet titik dan koersivitas, dengan demikian, meningkatkan stabilitas dan kinerja pada suhu tinggi sambil mengurangi demagnetisasi.
Magnet NdFeB sekarang menjadi standar dalam aplikasi elektronik dan kendaraan listrik hibrida.
UTJ, termasuk dysprosium, dimasukkan ke dalam sorotan media global pada tahun 2009 setelah batasan ekspor Cina dari unsur-unsur menyebabkan kekurangan pasokan dan minat investor pada logam. Hal ini, pada gilirannya, menyebabkan kenaikan harga dengan cepat dan investasi yang signifikan dalam pengembangan sumber-sumber alternatif.
Produksi
Perhatian media baru-baru ini yang menguji ketergantungan global pada produksi REE Tiongkok seringkali menyoroti fakta bahwa negara tersebut menyumbang sekitar 90% dari produksi REE global.
Sementara sejumlah jenis bijih, termasuk monasit dan bastnasit, mungkin mengandung dysprosium, sumber dengan yang tertinggi persentase dysprosium yang terkandung adalah lempung adsorpsi ion dari Provinsi Jiangxi, Cina dan bijih xenotime di Tiongkok Selatan dan Malaysia.
Bergantung pada jenis bijihnya, berbagai teknik hidrometalurgi harus digunakan untuk mengekstraksi masing-masing REE. Flotasi dan memanggang busa dari konsentrat adalah metode yang paling umum untuk mengekstraksi rare earth sulfate, senyawa prekursor yang akibatnya dapat diproses melalui pertukaran ion pemindahan. Ion dysprosium yang dihasilkan kemudian distabilkan dengan fluor untuk membentuk dysprosium fluoride.
Disprosium fluoride dapat direduksi menjadi logam ingot dengan memanaskan dengan kalsium pada suhu tinggi dalam cawan tantalum.
Produksi global dysprosium terbatas hingga sekitar 1800 metrik ton (mengandung dysprosium) setiap tahun. Ini menyumbang hanya sekitar 1 persen dari semua tanah jarang yang disuling setiap tahun.
Produsen tanah jarang terbesar termasuk Baotou Steel Rare Earth Hi-Tech Co, China Minmetals Corp, dan Aluminium Corp China (CHALCO).
Aplikasi
Sejauh ini, konsumen terbesar dysprosium adalah industri magnet permanen. Magnet semacam itu mendominasi pasar untuk motor traksi efisiensi tinggi yang digunakan pada kendaraan hibrida dan listrik, generator turbin angin, dan hard disk drive.
Klik disini untuk membaca lebih lanjut tentang aplikasi dysprosium.
Sumber:
Emsley, John. Blok Bangunan Alam: Panduan A-Z untuk Elemen.
Oxford University Press; Edisi Edisi Baru (September 14 2011)
Teknologi Magnetik Arnold. Peran Penting Disprosium dalam Magnet Permanen Modern. 17 Januari 2012.
Survei Geologi Inggris. Elemen Bumi Langka. November 2011.
URL: www.mineralsuk.com
Kingsnorth, Prof. Dudley. "Bisakah Dinasti Bumi Langka China Bertahan". Konferensi Industri Mineral & Pasar China. Presentasi: 24 September 2013.
Ikuti Terence on Google+