Tiếp nội dung phần 1, Bài giảng Hóa học các nguyên tố đất hiếm: Phần 2 cung cấp cho người học những kiến thức như: Các phương pháp xử lý quặng đất hiếm; Các phương pháp tách, phân chia làm sạch các nguyên tố đất hiếm; Ứng dụng của các nguyên tố đất hiếm trong các lĩnh vực khoa học kỹ thuật và đời sống.
CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ QUẶNG ĐẤT HIẾM Quá trình xử lý quặng đất để thu nhận oxyt đất bao gồm hai công đoạn sau đây: - Làm giàu quặng đất - Tách tổng oxyt đất 5.1 Làm giàu quặng đất Ở giai đoạn đầu tiên, quặng đất xử lý phương pháp vật lý thông thường để tách riêng khoáng vật chứa đất Quặng basnezit làm giàu phương pháp tuyển nổi; quặng monazit xenotim làm giàu phương pháp tuyển trọng lực, tuyển tuyển điện Ở mỏ Mountain Pass (bang California, Mỹ) quặng basnezit chứa 7% oxyt đất nghiền đến cỡ hạt 100 mesh đưa vào tuyển Quặng trộn lẫn với soda (2,5-3,3 kg/t); Na2SiF6 (0,4kg/t) amonium lignin sufnonat (2,5-3,3 kg/t) chất tập hợp dầu thực vật (0,3 kg/t) Độ pH bùn quặng 8,8 Mật độ bùn giai đoạn tuyển thô 30-35% Sau tuyển thô hàm lượng oxyt đất tinh quặng lên tới 63% tỉ lệ thu hồi đât đạt 65-70% * Pradip Fuesteneau phát ankyl hydroxamat dùng làm chất tập hợp có độ chọn lọc cao quặng basnezit chứa canxi barit Đặc biệt etyl hydroxamat kali có độ chọn lọc cao, hấp thụ chủ yếu bề mặt basnezit nhờ cho phép thu nhận tinh quặng giàu đất nhiệt độ bùn quặng khoảng 400C Trong trường hợp sử dụng ankyl hydroxamat làm chất tập hợp, sôđa dùng để điều chỉnh pH lignin sulphonat dùng làm chất đè chìm * Fangji cộng nghiên cứu khả sử dụng chất tập hợp điều chế từ axit hydroxamic có chứa nhóm phân cực không phân cực Kết thử nghiệm cho thấy chất tập hợp cho phép thu nhận tinh quặng giàu đất với tỉ lệ thu hồi cao * Cross Miller sử dụng axit oleic làm chất tập hợp để tuyển monazit Xenotim phát thấy chất tập hợp đặc biệt phù hợp để tuyển khoáng vật chứa photphat 48 Ở nước ta năm gần việc nghiên cứu triển khai tuyển quặng đất hai mỏ lớn Nam Nậm Xe Đông Pao tiến hành * Nguyễn Văn Hạnh cộng lập hồ sơ tuyển điều kiện gia nhiệt để làm giàu quặng đất Nam Nậm Xe chứa 7,5% Ln2O3, 30% BaSO4 32% CaCO3 Hai sản phẩn sơ đồ tuyển là: tinh quặng đất 32% Ln2O3 (thực thu 82%) tinh quặng barit chứa 85%% BaSO4 (thực thu 55%) Quặng đất Đơng Pao có thành phần vật chất phức tạp bị phong hóa mạnh nghiên cứu làm giàu quy mơ phịng thí nghiệm bán cơng nghiệp Từ quặng ban đầu chứa 13% Ln2O3, 55% BaSO4 16% CaF2, sau tuyển trọng lực tuyển thu tinh quặng đất chứa 33% Ln2O3 Tinh quặng xenotim – monazit thu chứa 25% Ln2O3 (thực thu 70%) Kết nghiên cứu tác giả Nguyễn Đăng Doanh cộng thuộc trung tâm tuyển khoáng dựa vào kết nghiên cứu phịng thí nghiệm cho kết luận mức độ khả tuyển quặng Yên Phú sau: + Công nghệ tuyển hợp lý quặng đất Yên Phú tuyển từ kết hợp với tuyển chọn riêng thuốc tập hợp natri ôleat môi trường pH = 88,5 + Bằng việc tăng thêm điểm cấp thuốc tuyển nâng cao hiệu thuốc tuyển cho kết tuyển tốt Dây chuyền thiết bị gồm sàng tay, máy đập hàm 135 x 200 mm, máy nghiền bi phân cấp liên tục Ф200mm, thùng khuấy bùn hệ thống tuyển 30 lít Sơ đồ thí nghiệm bán liên tục sơ đồ xác lập phịng thí nghiệm Nhưng thực tế, Viện CNXH khơng có máy tuyển từ ướt để thí nghiệm liên tục, nhóm nghiên cứu áp dụng sơ đồ tuyển mà khơng có tuyển từ Để giảm hàm lượng sắt tinh quặng, nhóm nghiên cứu tăng chi phí tăng điểm cấp thủy tinh lỏng để đè chìm phần sắt theo quặng thải Việc thí nghiệm bán liên tục cịn có mục đích thu hồi lượng sản phẩm quặng tinh đất có hàm lượng Ln2O3 = 25% hàm lượng sắt giảm đến mức có thể, thí nghiệm lặp lặp lại nhiều lần để thu hồi quặng tinh Kết thí nghiệm theo sơ đồ hình 5.2 Với việc lượng thay đổi chi phí thuốc tuyển 49 tăng cường điểm cấp thuốc tuyển, nhóm nghiên cứu nhận quặng tinh có hàm lượng tổng ơxyt đất 25,4% - 28,4% Ln2O3 với mức thực thu 75,1 – 80,4% 5.2 Tách tổng oxyt đất Thông thường từ quặng giàu đất tiến hành thu tổng oxyt đất hiếm, chủ yếu hai phương pháp sau: - Phương pháp nhiệt luyện: Từ quặng đất hiếm, dùng phản ứng hóa học nhiệt độ cao để thu tổng oxyt đất - phương pháp thủy luyện: chủ yếu dùng loại axit vô dùng dung dịch xút để phân hủy quặng thu tổng oxyt đất 5.2.1 Phương pháp nhiệt luyện thu nhận tổng oxyt đất 5.2.1.1 Dùng oxit kim loại nặng chất khử để phân hủy quặng Phương trình phản ứng: 1400 C 2LnPO4 + 2MeO + 7C Ln2O3 + 2MeP + 7CO Thời gian nung từ đến Vì MeP khơng tan axit nên phải hòa tách hỗn hợp HCl để loại photpho từ đầu 5.2.1.2 Clo hóa quặng giàu đất Phương trình phản ứng: 700 C800 C LnPO4 + 3Cl2 + 2C LnCl3 + POCl3 + CO + CO2 0 Ở nhiệt độ POCl3 nóng chảy bay Nếu quặng chứa Th3(PO4)4 cho sản phẩm ThCl4, nâng nhiệt độ lên 10000C ThCl4 bay Phương pháp chưa đưa vào cơng nghiệp nhiệt độ phản ứng cao 5.2.2 Phương pháp thủy luyện thu nhận tổng oxyt đất 5.2.2.1 Phương pháp axit thu nhận tổng oxyt đất từ monazit Nguồn quặng monazit lấy chủ yếu từ sa khống Sau q trình tuyển người ta tách monazit khỏi khoáng khác rutin, zircon, imenit kĩ thuật tuyển trọng lực, tuyển từ tuyển tĩnh điện Tinh quặng thu hồi trước xử lý hóa học chứa đến 90-98% photphat đất 50 Theo phương pháp này, tiến hành đun khuấy axit tinh quặng nhiệt độ khoảng 2000C Các phản ứng sau: LnPO4 t C + H2SO4 Ln2(SO4)3 + H3PO4 t C Th3(PO)4 + 6H2SO4 3Th(SO4)2 + 4H3PO4 Ngâm chiết nước lạnh quặng sau phân hủy đất sunfat tan nhiều nhiệt độ thấp, tỷ lệ ngâm chiết rắn : lỏng = 1:10 Nếu hàm lượng thori cỡ 10g/l phải tách thori từ đầu Trung hòa dung dịch pH = để kết tủa thori, sau đưa lên pH = 3-4 để kết tủa Ln2(HPO4)3 Để cho khoảng cách kết tủa Th3(PO4)4 Ln2(HPO4)3 pH xa, người ta cho CaCl2 vào dung dịch để kết tủa Th3(PO4)4 pH = 0,6 Từ dung dịch đất uran, dùng natri sunfat để kết tủa sunfat kép đất nhóm nhẹ, tiếp tục thu nhóm nặng cịn lại dung dịch Đây phương pháp rẻ tiền H2SO4 giá thấp Phương pháp có ưu điểm tách hai nhóm nặng nhẹ, tách thori, lại không tách uran từ đầu 5.2.2.2 Phương pháp kiềm thu nhận tổng oxyt đất từ monazit Thường thực tế sản xuất monazit phân hủy dung dịch xút nồng độ 60-70% NaOH nhiệt độ 140-1500C thời gian 3-4 Những kết tốt đạt nhiệt độ 1700C áp suất vài atmotphe Tỷ khối lượng xút quặng (lỏng: rắn) thay đổi từ 1-1,5 điều ứng với lượng dư xút 100-200% so với tỷ lượng phương trình phản ứng Sau phân hủy quặng, rửa sản phẩm phản ứng nước lọc để loại natri photpho, phải tránh không để xeri bị oxy khơng khí oxi hóa Tách natri photphat khỏi nước lọc cách kết tinh Dung dịch tách tinh thể natri photphat bay sơ sử dụng lại Quay trở lại chu trình sản xuất tất lượng kiềm sử dụng không nên hợp chất tích tụ lại dung dịch, đặc biệt axit silic Rửa hydroxit tới loại hồn tồn photphat để tiếp tục chế hóa Chế hóa hydroxit thực biện pháp khác Phương pháp phổ biến là: hòa tan phần hỗn hợp thori-đất axit 51 clohydrit 70-800C tới pH = 3,5-4 Lọc thori hydroxit thô Nước lọc chứa khoảng 300g/lít đất oxyt thực tế khơng chứa thori photphat Đất tách dạng hỗn hợp đất clorua sau bay dung dịch đến nồng độ 4556% đất oxyt, kết tủa dạng cacbonat, hydroxyt Phản ứng phân hủy monazit kiềm sau: t C LnPO4 + 3NaOH Ln(OH)3 + Na3PO4 t C Th3(PO4)4 + 12NaOH 3Th(OH)2 + 4Na3PO4 Sau hòa tan kết tủa hydroxyt ban đầu HCl, dùng NaOH để kết tủa Th(OH)4 pH = 3,5 ; tiếp kết tủa Ln(OH)3 pH = 6-8 pH = 3,5 phần lớn Th(OH)4 bả (khoảng 98%) Ngâm chiết hydroxyt ban đầu (NH4)2CO3 NH4HCO3 thori uran tạo phức (NH4)2[Th(CO3)3] (NH4)2[UO2(CO3)3] Hiện giới Việt Nam tinh quặng monazit xử lý kiềm nhiệt độ 1400C dây chuyền công nghiệp Sau loại trừ thori, sắt, sản phẩm thu hồi clorua đất sản phẩm phụ natri photphat chứa đất Dưới (hình 5.3) giới thiệu sơ công nghệ xử lý quặng monazit sử dụng nước Mỹ, Trung Quốc, Ấn Độ sử dụng Việt Nam 5.2.2.3 Thu tổng oxyt đất từ quặng basnezit Quặng basnezit tìm thấy khống khác, chủ yếu BaCO3, CaCO3, SrCO3, SiO2 Sau trình làm giàu nghiền tuyển, tinh quặng LnFCO3 xử lý trực tiếp H2SO4 HCl Một số nước, tiêu biểu Mỹ, tinh quặng basnezit vùng Mountain-pass oxi hóa trước lị quay nhiệt độ 6200C sau ngâm tách với HCl 0,5N Dung dịch sau ngâm tách chứa chủ yếu Lantan nguyên tố đất nhóm nhẹ từ Pr – Gd Bã cịn lại CeO2 hỗn hợp florua đất Các nước khác, Trung Quốc, Nam Phi Việt Nam công nghệ xử lý quặng basnezit thực theo sơ đồ hình 5.1 sau đây: 52 Tinh quặng đất Nghiền ≤ 300 mesh H2 O H2 O Hòa tách photphat T = 80-900C, t = Lắng Bùn hydroxit RE(OH)3, Th(OH)4 HCl Bã Pb, Ra NaOH Phân hủy Tỉ lệ (k.lg) NaOH/monazit: 1,3/1 T = 140-1700C, t = 5-10 Lọc Rửa lần T = 80-900C, lắng 4-6 Tách tạp chất Dung dịch Trinatri photphat Bã thori, uran Na2S, Na2SO4, BaCl2 Dung dịch clorua đất Chôn Cất giữ Cô đặc, T = 1400C Đóng khn Sản phẩm RE Cl.H2O Hình 5.1 Sơ đồ công nghệ xử lý quặng monazit phương pháp kiềm 5.2.2.4 Thu tổng oxyt đất từ loại quặng khác Riêng quặng xenotim xử lý đồng thời khâu xử lý sơ quặng monazit axit sunfuric Trong khống khác gadolinit, xerit lại xử lý phương pháp kiềm công nghệ xử lý quặng monazit 53 Đối với khoáng vật hỗn hợp fergusonit, Joparit, ebsenit samarskit xử lý phương pháp kiềm gặp số khó khăn cho việc thu hồi kim loại quý Nb, Ta 5.2.2.5 Thu tổng đất từ tinh quặng hỗn hợp (monazit + bastnezit) a) Phân hủy H2SO4 đặc Cơ sở phương pháp sau: tinh quặng đất trộn với H2SO4 đặc nung lị quay Trong q trình có phản ứng sau: t C 2REFCO3 + 3H2SO4 RE2(SO4)3 + HF + 2CO2 + 2H2O t C 2REPO4 + 3H2SO4 RE2(SO4)3 + 2H3PO4 t C Th3(PO4)4 + 6H2SO4 3Th(SO4)2 + 4H3PO4 Quá trình nung thực 500oC cao để phân hủy Th(SO4)2 Fe2(SO4)3 thành hợp chất khó tan đảm bảo khả tan muối đất Công nghệ sản xuất Công ty Baotou Steel & Rare Earth(Trung Quốc) thực b) Phân hủy HCl NaOH Cơ sở phương pháp giống phương pháp phân hủy bastnezit công ty Molycorp, đặc thù tinh quặng đất Trung Quốc khác với đất Mountain Pass (Mỹ) bastnezit Mountain Pass chứa cacbonat kim loại kiềm kiềm thổ dễ dàng tách loại HCl loãng thu tinh quặng chất lượng cao (68-72% REO), canxi tinh quặng Baotou (Trung Quốc) chủ yếu dạng CaF2 khó hịa tan HCl lỗng, áp dụng đặc để hòa tan đất dẫn đến mát đất Hơn nữa, CaF2 ảnh hưởng đến hiệu suất chất lượng sản phẩm đất nhà nghiên cứu Trung Quốc xây dựng quy trình tách canxi giảm mát đất ~ 2% 5.2.3 Thu nhận tổng NTĐH số quặng Việt Nam 5.2.3.1 Thu tổng oxyt đất Mường Hum phương pháp ngâm chiết với axit 54 Quặng đất Mường Hum tồn dạng vỡ vụn màu nâu đen bị phong hóa lâu ngày Thành phần khoáng vật mica, thạch anh, khoáng vật sắt barit Quặng đất Mường Hum nguyên khai, sấy khô, nghiền nhỏ đến cỡ hạt 0,2mm trộn Sử dụng loại axit HCl, HNO3, H2SO4 để ngâm chiết nhiệt độ thường Sau thời gian ngâm chiết điều kiện định, hỡn hợp phản ứng pha lỗng 10 lần thể tích nước, lắng, gạn Lấy phần dung dịch để tiến hành kết tủa tổng NTĐH dung dịch NH4OH Kết tủa hòa tan axit từ dung dịch thu kết tửa oxalat đất dung dịch H2C2O4 Cuối nung để thu hồi tổng oxyt đất 900oC Quy trình lặp lại lần để thu hồi oxyt đất 5.2.3.2 Thu tổng đất từ quặng Nam Nậm Xe Từ năm 1986, việc thủy tinh quặng đất Nam Nậm Xe Đông Pao triển khai quy mô pilo Lê Đăng Ánh cộng có nhiều đóng góp thực quy trình Xây dựng thử nghiệm sơ đồ cơng nghệ với giải pháp kĩ thuật để sản xuất thử lượng lớn tổng đất quặng Nam Nậm Xe Sơ đồ trình bày hình 5.2 Cơ sở phân hủy tinh quặng Nam Nậm Xe dùng H2SO4 đặc nóng 55 Nguyên liệu Tinh quặng tuyển (30% RE2O3) -(*) Quặng chọn tay (17% RE2O3) H2SO4 75%; H2SO4/RE2O3 = - Phân hủy (*) Nhiệt độ 110oC – 130oC, thời gian 4h -(*) Tốc độ khuấy 60 vòng/phút (*) Cấp qua nhiệt trực tiếp (*) Thao tác cấp liệu: NướcAxitQuặng Hòa tách Kết tủa sunfat kép Tỷ lệ lỏng/rắn = 10/1; bậc hòa tách (*) Nhiệt độ mơi trường khơng khí Tác nhân Na2CO3; Na2SO4 - NaOH -Tỷ lệ m Na2CO3/m RE2O3 = Nhiệt độ 80oC, thời gian 40 phút Kiềm hóa NaOH 20%;mNaOH/mRE2O3 = -Nhiệt độ 90oC, thời gian 40 phút (*) Lọc ly tâm Sấy nung Nhiệt độ sấy 120oC -Nhiệt độ nung 850oC RE(OH)3 73 – 74% Sản phẩm -RE2O3 93 – 95% Lơ bao gói 50kg Hình 5.2 Sơ đồ công nghệ phân hủy thu nhận tổng đất Nam Nậm Xe giải pháp kỹ thuật thực thực tế (phần đánh dấu *) 5.2.3.3 Thu tổng đất từ quặng Đơng Pao Về mặt khống vật thạch học, quặng Đơng Pao có thành phần phức tạp Ngoài dạng đất tồn dạng flo cacbonat, quặng có chứa barit, floit hàm lượng cao, đặc biệt có mặt khống chứa mangan diơxyt Thành phần hóa học tinh quặng tuyển gồm : 56 Thành phần RE2O3 MnO2 BaSO4 SiO2 FeO2 CaF2 % 31,6 5,82 26,0 4,5 3,7 7,4 So với thành phần tinh quặng đất Nam Nậm Xe có giống lớn Điểm khác biệt đáng ý tinh quặng Đông Pao cịn chứa lượng MnO2 đáng kể Cơng nghệ phân hủy tinh quặng H2SO4 kết tủa sunfat kép nhóm đề tài lựa chọn để sản xuất tổng ơxyt đất Đơng Pao Qua thí nghiệm ảnh hưởng nhiệt độ, nồng độ H2SO4, tỷ lệ lỏng, rắn… đến hiệu suất phân hủy cho thấy điều kiện công nghệ để phân hủy đạt hiệu suất cao sau: - Tỷ lệ lỏng (ml)/rắn (g) : 1,8 - Nồng độ H2SO4 : 60% - Nhiệt độ phân hủy : 120 – 130% - Thời gian phân hủy : - Tốc độ khuấy : 180 – 200 vịng/phút - Kích thước hạt quặng : 0,074 mm - Hiệu suất phân hủy đạt : 97% Với điều kiện trên, có 40% mangan tan vào dung dịch Sản xuất đất Đông Pao dựa theo phương pháp phân hủy quặng H2SO4 kết tủa sunfat kép, nên lưu trình cơng nghệ bao gồm cơng đoạn sản xuất sơ đồ hình 5.6 phải ý đến việc xử lý mangan Các nghiên cứu cho thấy dạng Mn(II) tồn quặng lượng Mn vào sản phẩm đất nhỏ Vì vậy, cơng đoạn hịa tách sản phẩm phân hủy phải tiến hành khử Mn(SO4)2 xuống MnSO4 bột sắt a) Nghiên cứu phân hủy tinh quặng đất Đông Pao HCl Một tác nhân phân hủy khác rẻ tiền nhóm tác giả Phan Đình Tuấn cộng thực khn khổ chương trình hợp tác nghiên cứu song phương Viện nguyên tử Việt Nam Viện Hóa Kỷ thuật hạt nhân Vacsava (Ba Lan) công nghệ xử lý quặng Đông Pao HCl Sơ đồ công nghệ mơ tả hình 5.3 57 Ngồi cách pha tạp nói trên, phổ biến pha tạp hỗn hợp hai nhiều loại tạp Cách pha tạp cho vật liệu có nhiều tính chất ưu pha loại tạp Do cấu trúc điện tử đặc biệt, khả thay đổi hóa trị…nên nguyên tố đất thường thể tạp lưỡng tính vật liệu PZT 7.3.3 Trong sản xuất gốm siêu dẫn Sau phát hiện tượng siêu dẫn nhiệt độ cao, xuất nhiều công trình nghiên cứu hệ siêu dẫn 1:2:3 (YBa2Cu3O7-8) có nhiệt độ 850oC nhận thấy hợp chất điều chế từ hỗn hợp ôxit nhiệt độ 900oC, sản phẩm thu có độ mịn hơn, Umadevi cộng nghiên cứu phản ứng hệ Y2O3-CuO-BaO nhiệt độ cao 1350oC, song không phát Lê Văn Huân cộng tính lượng tự phản ứng tọ thành hợp chất siêu dẫn YBa2Cu3O7-8 xác định điều kiện chế tạo hợp chất nói với giá trị x định Cho đến nay, hợp chất siêu dẫn chứa Y số hợp chất có nhiệt độ chuyển pha cao Trong tương lai, hợp chất nói áp dụng rộng rãi, nhu cầu tiêu thụ Y2O3 tăng vọt Mặt khác, không loại trừ Y bị thay nguyên tố khác rẽ hơn, ví dụ Bi 7.4 Ứng dụng NTĐH lĩnh vực vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao Siêu dẫn loại vật liệu tải dịng điện mà khơng bị tổn hao hiệu ứng Joule có tính khơng thuận theo từ trường hay gọi nghịch tử Hiện tượng siêu dẫn phát minh Kamerling Ones năm 1911 kim loại thủy ngân, suốt đầu năm 80 quan sát số hợp kim kim loại khác mà nhiệt độ chuyển pha Tc vượt 23k Năm 1986, J.G Bednorz K.A Muller lần công bố việc tìm tích chất siêu dẫn ơxyt đa kim loại LaBaCuO với Tc đạt 37k Chưa đầy năm sau, nhóm Chu Wu Houston khơng khẳng định phát minh mà cịn tìm thấy tượng siêu dẫn nhiệt độ cao hẳn lên nhiệt độ Nitơ lỏng (77k) với La thay nguyên tố Ytri có thành phần hợp thức YBa2Cu3O7 (thường gọi tắt Y 123), từ thổi bùng lên cao trào nghiên cứu vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao (SDNDC) 82 toàn giới Ngay từ năm đầu thập kỷ 90 phịng thí nghiệm Vật lý Từ Siêu dẫn GS Nguyễn Xuân Phúc nghiên cứu SDNDC thực nghiệm thu ảnh hưởng công nghệ lên đặc trưng diện mật độ dòng tới hạn Jc mẫu đa tinh thể texture trình bày hội nghị quốc tế khoa học vật liệu lần thứ [WOMS’9] tạp chí physica C 7.5 Ứng dụng NTĐH lĩnh vực vật liệu từ 7.5.1 Ferit bari pha oxit Lantan Trong số nam châm vĩnh cửu, ferit bari sử dụng rộng rãi Năm 1990, nước giới sản xuất 600 nghìn ferit bari Ưu điểm bật ferit bari công nghệ sản xuất đơn giản, nguyên liệu dễ kiếm Năm 1984 Ba-bich U-la-nop-ski công bố kết ứng dụng đất để nâng cao chất lượng ferit bari Từ năm 1992 việc nghiên cứu ảnh hưởng đất tới tính chất từ ferit bari tiến hành nước ta chương trình cấp nhà nước“Vật liệu mới” Các tác giả đề tài khảo sát ảnh hưởng hàm lượng La2O3 điều kiện cơng nghệ tới tính chất vật lý ferit bari Kết thu cho thấy hàm lượng điều kiện cơng nghệ tới tính chất vật lý ferit bari Kết thu cho thấy hàm lượng La2O3 ferit bari đạt giá trị 1%, nâng lượng từ đạt giá trị cực đại Nếu hàm lượng La2O3 tiếp tục tăng, lượng từ bắt đầu giảm Như vậy, thêm lượng nhỏ La2O3 vào thành phần ferit bari tăng lượng từ khoảng 20-40% Đây số ứng dụng đất có hiệu mước ta thời gian vừa qua Với quy trình cơng nghệ đơn giản, với chi phí La2O3 khơng đáng kể song việc sử dụng đất nâng cao rõ rệt chất lượng ferit bari Hiện nay, sản phẩm ferit bari pha La2O3 sử dụng rộng rãi để chế tạo loa phóng thanh, máy phát điện,… 7.5.2 Hợp kim SmCo5 NdFeB Một ứng dụng quan trọng kim loại đất chế tạo hợp kim từ lượng cao Các vật liệu từ chứa đất sử dụng động 83 điện, máy gia tốc proton, máy tính, ơtơ nhiều lĩnh vực công sản xuất đời sống Đầu năm 1960, hợp kim SmCo5, YCo5 xuất có lượng từ tới 20 MGOe (so với nam châm AlNiCo có lượng từ 5MGOe) chiếm lĩnh thị trường dần thay số nam châm cổ điễn Vì giá thành Sm cao, người ta thường thay phần Sm nguyên tố đất khác như: Năm 1984, Sagawa đồng nghiệp nghiên cứu hợp kim đất - kim loại chuyển tiếp phát hợp kim Nd2Fe14B có lượng từ cao với 54MGOe, gấp 2,5 lần so với SmCo5 Năm 1986 hãng Sumitomo Special Co (Nhật Bản) hãng Gereral Motors (Mỹ) bắt đầu sản xuất đưa thị trường hợp kim từ Nd-Fe-B So với hợp kim SmCo5, hợp kim từ Nd-Fe-B có độ phản từ mật độ lượng từ cao (đến 42,9 MGOe) điều quan trọng giá thành hạ Trong hầu hết lĩnh vực, lĩnh vực công nghệ cao, nam châm Nd2Fe14B dần chiếm vị trí ưu (hình 7.4) Hình 7.4 Một vài dạng nam châm đất Một số linh kiện thiết bị sử dụng nam châm chứa đất chất lượng cao chế tạo hàng loạt phục vụ nhu cầu đòi hỏi nhiều lĩnh vực khác Trong năm qua, viện Khoa học Vật liệu sản xuất đưa thị 84 trường số ứng dụng cho công nghiệp số chủng loại máy tuyển từ, động pháy thủy điện nhỏ, động cho xe đạp điện, thiết bị chống khử cặn nước cho nồi hơi, thiết bị tiết kiệm xăng dầu sở nam châm vĩnh cửu lượng cao chứa đất dược thị trường chấp nhận 7.5.3 Vật liệu từ trở khổng lồ hệ vật liệu perovskite Việc phát hiệu ứng từ trở khổng lồ manganite RE1-xA’xMnO3 (R: nguyên tố đất hiếm; A’: Ca, Ba, Sr) có cấu trúc kiểu ABO3 mở khả ứng dụng to lớn chúng lĩnh vực công nghệ thông tin, tự động hóa viễn thơng, mà từ hiệu ứng phát minh thu hút quan tâm đặc biệt phịng thí nghiệm lớn giới nhà vật lý Hiệu ứng từ trở J.Volgers phát vào năm 1954, độ lớn cịn bé, khả ứng dụng hiệu ứng mà chưa đề cập dến Đến nhóm Helmolt cơng bố (năm 1993) hiệu ứng từ trở siêu cao màng mỏng La0,67Ca0,33MnO3, hợp chất manganite thu hút ý mạnh nhà Vật lý cơng nghệ Các phịng thí nghiệm lớn giới phát hiệu ứng từ trở có giá trị khổng lồ (Colosall Magnetoresistance – CMR) hàng loạt hợp chất họ RE1-xA’xMnO3 Tùy theo thành phần nguyên tố (A’) thay đặc trưng vật lý hệ hợp chất người ta phân hợp chất có từ trở lớn thành hai loại: (i) loại I (CMR I) hợp chất có dạng cơng thức RE1-xA’xMnO3 với 0,2