العناصر الأرضية النادرة (REE) هي مجموعة من سبعة عشر عنصرا جميعها من المعادن، وتتكون في الغالب من عناصر مجموعة اللانثانيدات ال15 في الجدول الدوري بالإضافة إلى سكانديوم والإيتريوم، وتدخل العناصر الأرضية النادرة فيي الصناعات الأساسية للعديد من الأجهزة عالية التقنية.
تعريف المعادن النادرة
تمتلك مجموعة المعادن النادرة أو معادن الأرض النادرة عددًا من الخصائص المتشابهة، حيث توجد معًا في كثير من الأحيان ضمن الرواسب الجيولوجية، وقد يشار إليها أيضًا باسم "أكاسيد الأرض النادرة" وذلك بسبب بيع عدد منها كمركبات أكاسيد، ويطلق عليها أيضًا اللانثانيدات، تتكون هذه المجموعة من 17 معدنًا، تُعد جميعها من المعادن الثقيلة والناعمة وذات لون أبيض فضي.
يُشار إلى المجموعة بمصطلح "المعادن النادرة" وهو وصف خاطئ، حيث إن هذه المعادن وفيرة في القشرة الأرضية، لكنها توجد بين عددٍ من العناصر الأخرى، وجودها منفردة يُعد أمرًا نادر الحدوث، إلا ضمن بعض الرواسب الكبيرة المركزة، وأقل هذه المعادن النادرة وفرة هما؛ الثوليوم واللوتيتيوم؛ حيث أنهما يوجدان في القشرة الأرضية بنسبة أكبر 200 مرة من نسبة وفرة الذهب.
يصعب استخراج الثوليوم واللوتيتيوم بشكل كبير، وذلك يعود إلى عدم توافرها بتركيزات عالية بشكل كافي للاستخراج الاقتصادي، بينما تتواجد معادن أخرى أكثر وفرة مثل؛ السيريوم، والنيوديميوم، والإيتريوم، واللانثانوم، تتواجد في القشرة الأرضية بوفرة المعادن الصناعية المستخدمة بكثرة مثل النيكل، و الكروم ، والزنك، والقصدير، والرصاص كما أنها أيضًا لا توجد بتركيزات عالية قابلة للاستخراج.
مجموعة المعادن النادرة
مجموعة المعادن النادرة؛ هي مجموعة تتكون من 17 عنصرًا كيميائيًا توجد هذه العناصر مجتمعة في الجدول الدوري وهي؛ الإيتريوم (Y)، سكانديوم (Sc)، اللوتيتيوم (Lu)، الإيتربيوم (Yb)، الثوليوم (Tm)، الإربيوم (Er)، الهولميوم (Ho)، الديسبروسيوم (Dy)، التيربيوم (Tb)، الجادولينيوم (Gd)، اليوروبيوم (Eu)، السماريوم (Sm)، البروميثيوم (Pm)، النيوديميوم (Nd)، البراسيوديميوم (Pr)، السيريوم (Ce)، اللانثانم (La).
المعادن النادرة كيميائيًا
تمتلك المعادن النادرة عوامل اختزال قوية، وبشكل عام مركباتها أيونية ، وتمتلك درجات انصهار وغليان عالية، تكون المعادن النادرة بشكل نسبي لينة في حالتها المعدنية؛ بينما تكون المعادن ذات العدد الذري الأعلى أكثر صلابة، تتفاعل مع العناصر المعدنية وغير المعدنية الأخرى، وعادةً ما تكون متوهجة تحت الضوء فوق البنفسجي، كما أنها تتفاعل مع الماء والحمض المخفف وتنتج غاز الهيدروجين.
تصنيف مجموعة المعادن النادرة
تصنف المعادن النادرة على النحو الآتي:
- المعادن الأرضية النادرة الخفيفة
يتم إنتاجها بكثرة وفي جميع أنحاء العالم وبشكلٍ فائض، تشمل العناصر الآتية؛ سكانديوم، والجادولينيوم، والأوروبيوم، والسماريوم، والبروميثيوم، والنيوديميوم، والبراسيوديميوم، واللانثانم، والسيريوم.
- المعادن الأرضية النادرة الثقيلة
يتم إنتاجها بشكل أساسي في الصين وهي محدودة العرض، تشمل العناصر الآتية؛ الإيتريوم، واللوتيتيوم، والإيتربيوم، والثوليوم، والإربيوم، والهولميوم، والتيربيوم، والديسبروسيوم.
استخدامات المعادن النادرة
تعد المعادن النادرة مواد خام أساسية لمجموعة واسعة من التطبيقات؛ كعلم المعادن، وتلوين الزجاج والسيراميك، والمحفزات المستخدمة في صناعة السيارات و البتروكيماويات ، والفوسفور في صناعة المصابيح، والشاشات المسطحة، وبطاريات الحالة الصلبة القابلة لإعادة الشحن (Ni-MH)، والليزر، والألياف البصرية.
تعد المعدان النادرة عناصر حيوية في التقنيات الناشئة؛ كالتبريد المغناطيسي، وخلايا وقود الحالة الصلبة، وتخزين الهيدروجين، والمغناطيس الدائم عالي الأداء الذي هو بدوره ذا أهمية في مجموعة من التطبيقات عالية التقنية؛ كتوربينات الرياح، ومكبرات الصوت للهواتف الخلوية والميكروفونات.
