Les "terres rares"

Et lutte contre les pseudo-sciences et les obscurantismes

Message par Harpo » 04 Nov 2011, 23:42

C'est bien ça : le vieux terme "terres rares" veut dire en fait qu'on les trouvait dans des minerais rares à l'époque de leur découverte (début du 20ème siècle).
Harpo
 
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Message par Vania » 04 Nov 2011, 23:49

a écrit :le vieux terme "terres rares"


S'il y a un terme plus récent et plus juste, je suis preneur! "Terre", ça me perturbe... Je suis archéologue... "Terre", pour moi, c'est bon pour la matrice sédimentaire, pas pour ses inclusions. :D Après, c'est plus fort que moi, je pense couches, stratigraphie... Et, là... perdu... :cry3:
Vania
 
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Message par Harpo » 04 Nov 2011, 23:50

A propos de leur rareté, j'ai oublié de dire que je faisais faire à mes élèves un dosage de ions ferreux (Fe2+) par les ions cériques (Ce4+) en travaux pratiques. Le sulfate de cérium contenant ces ions était gracieusement offert par l'Education Nationale, à condition de ne pas trop le gaspiller; donc il était à un prix abordable. Je demanderai si j'y pense à des collègues encore en activité si c'est toujours le cas ou si le prix des composés du cérium a trop augmenté pour qu'on puisse encore l'utiliser en classe.
Harpo
 
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Message par aldo09800 » 05 Nov 2011, 14:53

Terres rares - Ce que j'ai lu plus haut est partiellement faux. Les éléments chimiques appelés terres rares se trouvent le plus souvent ensemble mais dans des proportions variables dans différents minéraux. le plus connu est la Monazite, minéral accessoire des granites et pegmatites et qui a la particularité de résister à l'usure et donc de se retrouver dans les sables d’altération des massifs. Sa densité d'environ 5 lui permet de se concentrer par gravité naturelle sous forme de placers. L'autre particularité est la proportion de thorium contenu dans ce minéral ( env. 10%).
Aujourd'hui, le thorium n'est pratiquement pas utilisé et se retrouve sous forme de déchet radioactif gênant
Conclusion. Les sociétés séparant les terres rares ont arrêté de le faire il y a une vingtaine d’années à cause des pollutions chimiques (acide) et radioactives. Seul les chinois ont continué en Mongolie intérieure. Aujourd'hui, les industriels ont trouvé de nouveau débouchés dans lesquels ces éléments sont indispensables (piles, batteries, aimants, écrans tv & portables .....) or les chinois ont décidé il y a 1 an de limiter leur production en fermant les mines et ateliers illégaux. Résultats. Pénurie, augmentation des prix et tout le monde essaie de recommencer ce qu'ils avaient abandonné il y a 20 ans. :smile:
aldo09800
 
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Message par Harpo » 05 Nov 2011, 18:03

Je ne vois pas ce qui était faux dans ma réponse, mais peu importe, par contre, sur les utilisations elle était très incomplète.

Les utilisations que tu cites sont importantes et j'avais omis celle qui est la plus importante, l'électronique. Dans ce cas, il s'agit des terres rares au sens propre, c'est-à-dire des lanthanides.

Pour compléter : sur le site ECOINFO.ORG, on trouve ceci :
a écrit :
Introduction
Le début de l’utilisation des terres rares dans l’industrie se situe vers la fin des années soixante, début des années soixante-dix. La production mondiale est minuscule : environ 125 000 tonnes par an (110 000 pour la Chine). Les prévisions tablent sur une augmentation de leur consommation de 50% chaque année d’ici à 2015 (source :IMCOA - Industrial Mineral Company of Australia).
Propriétés
L’intérêt pour les terres rares réside dans l’exploitation de leurs diverses propriétés :
  Optiques : coloration du verre et de la céramique, TV couleur, éclairage fluorescent, radiographie médicale
  Chimiques et structurales : cracking du pétrole (50% des oxydes de lanthanides produits aux USA sont utilisés à cet usage), pots catalytiques (réduction des NOX)
  Mécaniques : leur dureté associée à une réaction chimique facilite le polissage du verre dans l’optique de pointe
  Magnétiques : exceptionnelles, elles permettent, en alliage avec d’autres métaux, la miniaturisation d’aimants très performants (éoliennes, téléphonie, électroménager)
Applications
  TICs : Écrans plats, téléphones portables, batteries rechargeables, CD, DVD, consoles de jeux, GPS, disques durs
  Technologies vertes : pots catalytiques, éoliennes, lampes basse consommation, additifs pour le diésel et bientôt production de froid grâce à des aimants remplaçant le fréon
  Applications Militaires : missiles, appareils de vision nocturne, télémètres
Zoom : ne pas confondre métaux rares et terres rares
Parmi les métaux rares les plus connus, on trouve une partie des lanthanides (sauf le cérium, le lanthane et le néodyme), les actinides et les transactinides, l’uranium et les transuraniens, le platine et les platinoïdes, l’argent, l’or, le cadmium, le mercure, le molybdène ainsi que le tungstène, le niobium, le tantale, le scandium, l’yttrium, le francium, le radium, le bismuth et l’antimoine (source Larousse).

Les minerais contenant des terres rares
Les principaux minerais à partir desquels sont extraites les terres rares sont la monazite et la bastnaésite, viennent ensuite d’autres minerais comme la xénotime, la loparite, les minerais phosphatés et certaines argiles.
Minerai Composition Localisation
Monazite orthophosphate de terres rares et de thorium Australie, Inde, Brésil, Malaisie…
Bastnaésite fluorocarbonate Bayan Obo, Mongolie Intérieure, Mountain Pass, en Californie
Xénotime yttrium et métaux lourds des lanthanides Norvège, Brésil, Madagascar
Loparite niobiotitanate de terres rares Russie
Apatite minerais phosphatés Russie, Norvège, Canada
Argiles latéritiques d’ion-adsorption teneurs élevées en europium, teneurs très variables en yttrium et très peu de cérium Sud-Est de la Chine (Xunwu, Longnam)
Les autres minerais contenant des terres rares : aeschynite, allanite, britholite, brockite, cérite, fluocérite, fluorite, gadolinite, parisite, stillwellite, synchisite, titanite, zircon et zirconolite.
La Monazite est un des minéraux connus pour être les plus stables chimiquement et physiquement ce qui la rend résistante à la dissolution excepté dans des conditions acides ou alcalines importantes. Il en va de même pour la Bastnaésite qui est un minéral relativement stable [1].

La classification des terres rares
Nom Symbole N° périodique Utilisation dans les l’industrie électronique ou autres utilisations
1er sous-groupe : les terres cériques :
Lanthane La 57 Comme d’autres terres rares il est utilisé pour des alliages magnétiques, dans des composés supraconducteurs, comme composant des phosphores des tubes cathodiques, comme « dopant » dans les cristaux pour lasers, comme composé fluorescent (phosphate de lanthane LaPO4) étudié pour les marquages anti-fraude
Cérium Ce 58 Utilisé comme colorant du verre, dans les phosphores pour tubes cathodiques et également pour améliorer l’absorption des rayons X par la dalle des mêmes tubes
Praséodyme Pr  59  Pierre à briquet, colorant, aimants, amplificateur optique
Néodyme  Nd 60  Tubes cathodiques : entre dans la composition des photophores rouge. Électronique : composition isolante pour les condensateurs « céramique »
Prométhium Pm  61  Composés luminescents
Samarium  Sm  62  Des condensateurs céramiques utilisent un diélectrique à base d’oxydes de lanthane, de néodyme ou de samarium
Europium  Eu  63  Laser, réacteur nucléaire, éclairage, géochimie
2nd sous-groupe : les terres yttriques :
Gadolinium  Gd  64  Substance phosphorescente dans des tubes cathodiques
Terbium  Tb  65  Émission lumineuse verte : Substance phosphorescente pour tubes cathodiques. Activateur des phosphores verts pour tubes cathodiques sous forme d’oxyde Tb2O3
Dysprosium  Dy  66  Dans les mini-disques on utilise comme matériau d’enregistrement un alliage d’un métal ferromagnétique (fer, cobalt, nickel) avec des terres rares (terbium, gadolinium et dysprosium)
Holmium  Ho  67  Laser, teinture du verre, magnétisme, composé supraconducteur
Erbium  Er  68  Les amplificateurs optiques à base de fibres dopées erbium sont devenus un élément standard des réseaux de télécommunications optiques longue distance
Thulium  Tm  69  Source de rayonnement, composant pour micro-onde, source de chaleur
Ytterbium  Yb  70  Acier inoxydable, ion actif pour cristaux laser
Lutétium  Lu  71  Émetteur de rayonnement β
On leur associe souvent deux autres éléments dont les formules électroniques sont proches :
Nom Symbole N° périodique Utilisation dans les l’industrie électronique ou autres utilisations
Scandium  Sc  21  Éclairage, marqueur, alliage d’aluminium
Yttrium  Y  39  Phosphores rouges des tubes cathodiques, laser YAG, alliages supraconducteurs, briques réfractaires, piles à combustible, aimants


C'est très complet, mais ils ne mentionnent pas les alliages de grande résistance à la corrosion qui utilisent de l'oxyde d'ytrium.
Harpo
 
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Message par Harpo » 05 Nov 2011, 19:01

Je me relis et je vois ce qui ne colle pas :

J'ai écrit YO3 au lieu de Y2O3.

J'ai pu laisser entendre que dans les éoliennes, la présence de l'ytrium était destinée à empêcher la corrosion alors que c'est dans les aimants des éoliennes qu'il est présent. (Y2O3 est utilisé contre la corrosion à haute température et probablement pas dans les mâts des éoliennes qui sont soumis à une corrosion par l'air humide voire par l'air marin plutôt froid).

Un certain composé contenant de l'ytrium a une température de transition (au delà de laquelle la supraconductivité disparaît) de -97 °C, on dépasse donc les -100 °C... et surtout, de toute façon la température de l'azote liquide.

Merci de m'avoir poussé à ces précisions.
Harpo
 
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Message par aldo09800 » 07 Nov 2011, 05:11

@Harpo,
Quand j'ai écrit que ce que j'avais lu était partiellement faux je parlais surtout "de la rareté organisée afin de faire monter les cours."
Aujourd'hui les chinois qui produisent 97% de ces éléments, commencent à comprendre les effets irréversibles des pollutions causées par la séparation de ces éléments et font fermer les ateliers les plus polluants (souvent clandestins). Ceux qui veulent se lancer sur ce marché se heurtent à même problématique. Les australiens de Lynas ont un gisement important au NW de l'Australie et construisent une usine de traitement en .... Malaisie. L'usine est pratiquement opérationnelle, mais le gouvernement Malais, qui a autorisé sa construction, n'autorise pas l'importation du minerais jugé polluant car radioactif......
Pour info, l'une des sociétés les plus pointues dans ce domaine est française: Rhodia.
aldo09800
 
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Message par Harpo » 07 Nov 2011, 13:51

Sur wikipedia, à propos de la production de terres rares

a écrit :Hégémonie de la production chinoise.

Jusqu'en 1948, la plupart des sources de terres rares provenait de dépôts de sable en Inde et au Brésil. Durant les années 1950, l'Afrique du Sud est devenu le principal producteur après la découverte d'immenses veines de terres rares (sous forme de monazite) à Steenkampskraal.

Depuis le début des années 2000, ces mines indiennes et brésiliennes produisent toujours quelques concentrés de terres rares, mais sont surpassées par la production chinoise qui assure, en 2010, 95 % de l'offre de terres rares. Les États-Unis et l'Australie disposent de réserves importantes (15 et 5 % respectivement), mais ont cessé de les exploiter en raison des prix très concurrentiels de la Chine et des inquiétudes environnementales7.

Cette prépondérance inquiète les pays occidentaux, qui cherchent à diversifier leur approvisionnement, d'autant plus que la Chine a annoncé le 1er septembre 2009 vouloir réduire ses quotas d'exportation à 35 000 tonnes par an (sur une production de 110 000 tonnes) dès 2010. L'argumentation justifiant cette décision porte sur la volonté de préserver des ressources rares et l'environnement. En effet, le ministère chinois du Commerce a récemment affirmé que les réserves de terres rares du pays avaient chuté de 37% entre 1996 et 2008. Mais ces mesures visent surtout à satisfaire sa demande interne, en forte croissance. De 2006 à 2010, la Chine a réduit ses quotas d'exportation de 5 % à 10 % par an, et la production a été limitée de peur que ses réserves ne s'épuisent d'ici quinze ans.

La mine de terres rares de Mountain Pass en Californie devrait ainsi faire l'objet d'importants investissements afin de limiter cette sujétion ; la réouverture de la mine sud-africaine est à l'étude. Certains gisements canadiens (Hoidas Lake), vietnamiens, australiens et russes sont aussi en cours d'évaluation.

Toute la gamme des terres rares est extraite par la Chine principalement en Mongolie Intérieure comme par exemple le dépôt de Bayan Obo, dans le district minier de Baiyun. On trouve aussi des terres rares sur le plateau tibétain. Les mines illégales sont répandues dans la campagne chinoise et souvent liées à des pollutions des eaux environnantes. La Chine annonce qu'elle réduira ses exportations et sa production de Terres rares de 10 % pour 2011 pour des « questions environnementales ». Après une plainte déposée par l'Union Européenne, les États-Unis et le Mexique en fin 2009, l'OMC condamne le 7 juillet 2011 la Chine à mettre un terme aux quotas imposés pour les terres rares


Il est difficile de faire la part des différentes raisons pour lesquelles la Chine (mais peut-être aussi les USA) organise la pénurie :

- Faire monter les cours,
- Se réserver pour elle ces éléments ayant des implications militaires,
- Le souci de l'environnement.

Je ne crois pas que la troisième cause que je cite ait un poids important. Si les autorités chinoises s'inquiétaient vraiment de la santé de la population et de la préservation de l'environnement, elles réduiraient d'abord à tout prix la production et la consommation de charbon, principale cause de mortalité (accidents dans les mines, silicose et surtout pollution) liée à une matière première. Or Ils n'ont pas cessé de faire le contraire.
Harpo
 
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