희토류(稀土類, Rare Earths)
모나자이트 (출처 : 한국광해광업공단)
제노타임 (출처 : 한국광해광업공단)
일반적 성질
- 원소주기율표상의 제3B족에 해당하는 란탄계열 15개 원소와 21번 스칸듐, 39번 이트륨을 포함한 총 17개의 원소를 의미
- 토양 내 매우 드물게 산화물 상태로 산출되지만 이는 과거에 추출이 어려웠을 당시의 표현으로 희토류 가운데 매장량이 적은 원소조차 금보다 200배 가량 많은 양이 존재
- 희토류는 대체물질이 존재하지 않을 만큼 독특한 화학적, 전기적, 자성적, 방사적 차폐 특성을 가지고 있으며 이러한 특징으로 인해 초전도체, 고성능축전지, 디스플레이, 하이브리드 자동차와 같은 첨단산업에 필수적으로 사용
희토류 원소분류
| 구분 | 원자번호 | 원소기호 | 원소명 | 구분 | 원자번호 | 원소기호 | 원소명 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 經희토 | 57 | La | 란탄늄 | 重희토 | 65 | Tb | 테르븀 |
| 58 | Ce | 세륨 | 66 | Dy | 디스프로슘 | ||
| 59 | Pr | 프라세오디뮴 | 67 | Ho | 홀뮴 | ||
| 60 | Nd | 네오디뮴 | 68 | Er | 에르븀 | ||
| 中희토 | 61 | Pm | 프로메튬 | 69 | Tm | 투리움 | |
| 62 | Sm | 사마륨 | 70 | Yb | 이테르븀 | ||
| 63 | Eu | 유로퓸 | 71 | Lu | 루테튬 | ||
| 64 | Gd | 가돌리늄 | 21 | Sc | 스칸듐 | ||
| 39 | Y | 이트륨 |
광석 종류
- 희토류는 200여 광물에서 산출되나 경제적으로 가치가 있는 광물은 바스트네사이트, 모나자이트, 제노타임, 이온흡착점토
- 위의 광물로부터 생산된 희토류는 전체 생산량의 95%를 차지
| 광물명 | 화학식 | 산출 희토류 |
|---|---|---|
| 바스트네사이트(Bastnasite) | (Ce, La)(CO3)F | 세륨, 란탄늄, 네오디뮴 등 경희토류 |
| 모나자이트(Monazite) | (Ce, La, Nd, Th)PO4 | 세륨, 란탄늄, 네오디뮴, 토륨 등 |
| 제노타임(Xenotime) | YPO4 | 이트륨, 디스프로슘, 에르븀, 이테르븀 등을 포함한 중희토류 |
| 이온흡착점토(Ion Adsorption) | - | 이트륨, 디스프로슘, 에르븀, 이테르븀 등을 포함한 중희토류 |
용도
- 대부분 제철, 제강의 원료로 쓰이고 단지 소량만이 시멘트, 중액제(Heavy-medium Material), 산화철 염료, 동물사료의 첨가제 등으로 이용
| 종류 | 용도 |
|---|---|
| 네오디뮴, 프라세오디뮴, 디슈프로슘, 테르븀, 란탄늄, 세륨 | 하이브리드 전기모터, 배터리 |
| 네오디뮴, 프라세오디뮴, 테르븀, 디스프로슘 | 하드디스크드라이브, 휴대전화, 카메라 |
| 프로메튬 | 이동식 X-ray |
| 스칸듐 | 스타디움 조명 |
| 유로퓸, 이트륨, 테르븀, 란탄늄 | LED |
| 유로퓸, 이트륨 | 광섬유 |
| 세륨, 란탄늄, 네오디뮴, 유로퓸 | 유리첨가제 |