Редкоземельные элементы: обзор применения, распространённости, разведки, анализа, переработки и воздействия на окружающую среду

Редкоземельные элементы (РЗЭ) включают элементы лантанидного ряда (La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu), а также Sc и Y. В настоящее время эти металлы приобрели критическое значение для ряда современных технологий — от мобильных телефонов и телевизоров до светодиодных ламп и ветряных турбин. В статье обобщены данные о распространённости этих металлов в земной коре, их минералогии и различных типах месторождений на суше и в океанах на основе новых данных, с приведением дополнительных примеров для Индийского субконтинента. Помимо их значения для понимания формирования основных геосферных резервуаров, представлены многоаспектные обновлённые сведения о применении РЗЭ в сельском хозяйстве и медицине, включая новые перспективные направления. Обобщены экологические опасности, включая риски для здоровья человека, связанные с добычей РЗЭ и крупномасштабным захоронением электронных отходов, содержащих значительные концентрации РЗЭ. Представлены новые стратегии обеспечения будущих поставок РЗЭ, включая последние разработки по извлечению РЗЭ из золы, образующейся при сжигании угля, и их переработке из электронных отходов. Освещены последние достижения в технологиях разделения отдельных РЗЭ как в металлургических процессах, так и при переработке отходов. Приведён обзор аналитических методов, необходимых для их точного и достоверного определения в рамках всех этих исследований, включая рентгенофлуоресцентную спектрометрию (XRF), лазерно-индуцированную эмиссионную спектроскопию (LIBS), инструментальный нейтронно-активационный анализ (INAA), масс-спектрометрию с индуктивно связанной плазмой (включая ICP-MS, ICP-TOF-MS и HR-ICP-MS с лазерной абляцией, а также с распылением растворов), масс-спектрометрию с индуктивно связанной плазмой с оптической эмиссией (ICP-OES), масс-спектрометрию тлеющего разряда (GD-MS) и другие инструментальные методы для различных типов материалов.