Добавить новость
smi24.net
News in English
Июнь
2023

Dysprosium Supply

0

One shining example of a scarce resource in need of conservation is the Rare Earth Elements (REE) series generally, and Neodymium, Nd, and Dysprosium, Dy, in particular. Nd is described as hard and not very malleable and ductile and Dy is very malleable. Both have a silvery metallic luster and similar chemistries forming +3 cation as the most stable cation. The REEs are often divided in a funny way. There are the Lanthanides which can be further subdivided into two subgroups – the light REEs from Lanthanum to Europium and the heavy REEs from Gadolinium to Lutetium. Of the lanthanides, heavy REE deposits are more scarce, but of the heavy group Dy is the most abundant.

Promethium is highly radioactive Lanthanide with a half-life of 17.7 years for the longest lived isotope, 145Pm. Interestingly, the mode of decay for this isotope is electron capture, sometimes called K-Capture. Promethium has only a transitory existence due to its radioactivity. The entire group of REEs share the ability to form +3 cations. This increases the difficulty of isolating pure elements from an ore since most ores contain multiple REEs. Worse, the +3 Lanthanides also have similar ionic radii allowing for them to substitute with each other in minerals.

In the other subgroup are Scandium and Yttrium- sometimes called the Scandium group. In the periodic table all of the REEs are transition metals in Group 3.

For clarity, the image below shows a yellow vertical column of two elements, scandium and yttrium. They are members of the REE group. The yellow row of elements below are the Lanthanide elements. All together they make up the REEs. The Lanthanide elements differ from the other two REEs in that they have f-orbitals with valence electrons.

We’ll go into valence electrons a bit because most of the REEs have f-orbitals.

Chemistry is about what valence electrons do. These are the electrons that interact with the world around the atom or molecule. All electrons in an atom or molecule spend their time in regions of space called orbitals. Electrons in the valence level can be taken away or shared. If there is an empty space in the valence level, an electron can be dropped in. Valence electrons form chemical bonds. These electrons are chemically reactive because they are furthest from the nucleus and feel the least nuclear attraction. But their reactivity mostly disappears if the valence orbitals are full. Inert gases are inert because their valence orbitals are full.

Rare Earth Elements: Credit- http://www.ncpathinktank.org/rare-earths
This is NOT what an atom looks like. Electrons do not arrange themselves like this. Credit: https://www.chemguide.co.uk/atoms/properties/orbitsorbitals.html

Electrons spend their time in specially shaped regions of space around atoms and molecules. We do not need to know where an electron is exactly at any given moment. The orbital shapes define where electrons spend 95 % of their time. Orbitals do not have sharp edges. They taper off into space. The image below is a more realistic representation of where electrons can be found.

It turns out that we can describe the space electrons occupy if we apply the mathematics of a spherical harmonic series. The image below shows 4 levels of the series. The shapes define the space that electrons occupy around an atom. Each row represents a group of individual orbitals. Top to bottom, they are labeled s, p, d and f. The orbitals are filled with electrons theoretically in order from top to bottom rows as you move up the periodic table by atomic number, with each orbital holding as many as 2 electrons. Remember, orbitals are not physical objects. Each of them define a region of space in which one or two electrons spend their time. Also, there is some nuance in the energy levels of the orbitals. No matter though for this post.

Visual representation of a spherical harmonic series starting at the top and progressing down. Credit: https://en.wikipedia.org/wiki/Spherical_harmonics

Below is a chart showing atomic orbitals oriented in an xyz coordinate system. Interactions of orbitals between atoms or molecules very much depend on how they are oriented as they contact.

The common elements we are familiar with have s, p and d valence orbitals around the nucleus. As we increase the atomic number of the elements we drop down the rows of orbitals on the graphic and the periodic table, the valence electrons get further away from the nucleus. The consequence is that the energy needed by the first valence electron to escape becomes smaller.

We live in a time of permanent magnets with extraordinarily high magnetic field strengths. They’re called rare earth magnets and two REEs stand out in particular in this application- Neodymium (Nd) and Dysprosium (Dy). Nd is the primary REE in this type of magnet, but It turns out that up to 6 % of Nd can be replaced with Dy to increase coercivity and increase resistance to demagnetization. This is important for heavy duty magnet applications like windmills and electric cars. It is estimated that replacement of Nd with Dy in REE magnets amounts to ~100 grams of Dy per car. Based on Toyota’s planned output 3.5 million battery operated electric vehicles per year by 2030, the current reserves Dy would soon be exhausted.

Rare earth magnets are generally comprised of 3 elements; Neodymium, Nd; Iron, Fe; and Boron, B, proportioned according to the formula Nd2Fe14B. Dy is an optional component of these magnets.

So, obviously Dy is a highly desirable metal for efficient use of permanent RE magnets. Even among the REEs, Dy is a minor element. There are no known minerals having Dy as the major REE. The crustal abundance of Dy is 0.3 ppm and the recycle rate is <10%. The major reserve holders are China, Russia, and the USA. Incidentally, for some years now China has been disinclined to supply REE ore in favor of value added REE finished goods. This is in contrast to their buying copper ore from Chile or Peru in order to capture lower copper costs by doing their own refining. They know what they are doing.

Plainly, much is yet to be done in regard to putting a recycle loop in place for REEs in products. This is especially true for dysprosium. So, do we wait for the free market to respond when the situation is dire and the bulk of the REEs are already consigned to landfills around the world?

Note: For the sake of keeping the post light and airy, I’ve made some generalizations above. Of course there are exceptions and nuances. There always are.








Стирание исторических следов как признание цивилизационного банкротства

Вскрылись жуткие подробности смерти 24-летней звезды «Дома-2»: несколько дней мертвая пролежала в квартире

На фоне массовой раздачи паспортов России таджикам очередного русского лишают гражданства и отправляют на судилище в Таджикистан

Говорим о ВИЧ — в эфире, на улицах, в сети


OpenAI launches GPT-5, its most powerful AI yet—will it be enough to stay ahead in today’s ruthless AI race? 

Report: AC Milan’s Christian Pulisic set to team up with $87 million Manchester United star

Cameroon star has said yes to Man Utd transfer but Red Devils face hurdle

Trump’s threatened 40% tariff on ‘transshipped’ goods tries to target China and its manufacturing strength


Аэропорт Внуково (станция метро)

Huawei Pura 80 Ultra и Pro установили рекорд по предзаказам в России

Где в России водители используют европротокол чаще всего

В Курской области росгвардейцы задержали нетрезвого водителя


Обзор на мобильную версию A Game About Digging A Hole

DeepMind CEO makes big brain claims, saying AGI could be here within 'five to 10 years' and cause humanity to experience widespread change that's '10 times bigger than the Industrial Revolution, and maybe 10 times faster'

Находи идеальные места для персонажей-фигурок в «Is This Seat Taken?»

Раскрой потенциал Мистера Террифика из DC Worlds Collide с этим гайдом



Спортсмены Росгвардии стали призерами чемпионата России по легкой атлетике

Пресейв. Пресейв в музыке. Как сделать Пресейв.

ЦСКА разгромил "Рубин" 5:1: дубль Глебова и блеск Мусаева!

Будут ли магнитные бури сегодня, 10 августа 2025 года?


Красотки «Дома 2». Пять жертв и новая смерть в трущобах шокировали россиян

ЦСКА смёл «Рубин» за полчаса и провёл лучший матч при Челестини

"Любовь — это главное": Полина Диброва после слухов о вскрывшейся измене покинула Россию

Стало известно, как выглядит любимая квартира Татьяны Булановой


ЦСКА разгромил «Рубин» в 600‑м матче Акинфеева в РПЛ

Опыт пользования отечественным магазином приложений Рустор, существующим при поддержке Минцифры

Генерал МО Галимуллин получил условный срок за растрату и служебный подлог

На съемках мультфильма «38 попугаев», 1977 год, Москва


Уровень «мастерса»: как Хачанов вышел в финал супертурнира в Торонто

Винус Уильямс выбыла из борьбы в начале турнира в Цинциннати

Павлюченкова не сумела пробиться в третий раунд турнира в Цинциннати

Павлюченкова уступила 94-й ракетке мира на турнире WTA в Цинциннати


"Срок наказания считать условным": Генералу Галимуллину вынесли приговор

Akon в Москве: полная арена и феерия хитов на главном концерте года

Хотел усыновить. Раскрыта тайна отцовства Пороховщикова

РПЛ: «Зенит» забил в свои ворота и проиграл «Ахмату» Черчесова, а хет-трик Батракова помог «Локомотиву» обыграть «Спартак»


Музыкальные новости

Уставшие, но счастливые: Лепс и SHAMAN встретились в пробке на Крымском мосту

Пресейв. Пресейв в музыке. Как сделать Пресейв.

Панк-группа «Йорш» выступит на псковском фестивале «Добрый рок» в год своего 20-летия

Анастасия Волочкова назвала свои ноги священными после инцидента в авиарейсе


ЦСКА разгромил «Рубин» 5:1 и продлил беспроигрышную серию до 18 матчей

День физкультурника отметили спортивными шествиями по всей стране

Будут ли магнитные бури сегодня, 10 августа 2025 года?

ЦСКА разгромил "Рубин" 5:1: дубль Глебова и блеск Мусаева!


«Лишь две мили отделяют нас от России»: губернатор Аляски рад принять Путина и Трампа

Fox: встреча Путина и Трампа планируется на середину августа

Лукашенко заявил, что Путин не кровожадный

Анастасия Волочкова назвала свои ноги священными после инцидента в авиарейсе


Мотоциклист с пассажиром погибли при столкновении с электровелосипедом в Москве

Трагическая авария на Ходынском бульваре: погибли двое, один госпитализирован

На северо-востоке Москвы из-за ДТП задержали рейсы пяти трамваев

В Госдуме предложили повысить штрафы за шумные автомобили


Кремль и Белый дом анонсируют встречу Путина и Трампа на Аляске 15 августа

Овечкина и других русских хоккеистов хотели выгнать из НХЛ

Эксперт поделился прогнозами относительно результатов встречи Путина и Трампа

Самые большие семьи России посетили Музей Победы




Предложено сделать День физкультурника официальным праздничным днём

Будут ли магнитные бури сегодня, 10 августа 2025 года?

День физкультурника отметили спортивными шествиями по всей стране

Министерство здравоохранения сообщает о здоровье раненых в результате взрыва в Стерлитамаке


В Киеве заявили о тайном приказе Зеленского перед Аляской

Раскрыто, что ждет Киев после утреннего "нет" Зеленского

NYT: своими заявлениями Зеленский может разозлить Трампа и навлечь на себя

Раскрыто, что ждет Киев после утреннего «нет» Зеленского


Спортсмены Росгвардии стали призерами чемпионата России по легкой атлетике

ЦСКА разгромил "Рубин" 5:1: дубль Глебова и блеск Мусаева!

День физкультурника отметили спортивными шествиями по всей стране

ЦСКА разгромил «Рубин» 5:1 и продлил беспроигрышную серию до 18 матчей


Лукашенко объяснил изменения в проведении военных учений

Глядя из Минска // Александр Лукашенко рассказал журналу Time о своем посредническом призвании

Лукашенко допустил помилование Марии Колесниковой


Сергей Собянин рассказал, как в Москве выбирают деревья для озеленения города

Собянин рассказал о московских НКО, помогающих участникам СВО и их семьям

Собянин сообщил об уничтожении второго беспилотника над Москвой

Собянин рассказал о третьем с утра сбитом беспилотнике, летевшем к Москве


Площадь возгорания в Ялтинском заповеднике составила два гектара

Площадь пожара в Ялтинском заповеднике достигла двух гектаров

"Газета.Ru" представляет самые яркие кадры прошедшей недели

Дмитриев выступил за укрепление сотрудничества России и США в Арктике


Захарова: Встреча Армении и Азербайджана в США важна для мирного диалога

Что есть в поезде, чтобы не раздражать своих попутчиков - запомните раз и навсегда

Akon в Москве: полная арена и феерия хитов на главном концерте года

Внезапные признания главного помощника Тутберидзе — он мог отказаться от Этери: «Финансово было не очень выгодно»


Чёрный день календаря. 8 августа: Архангельская трагедия. Как ошибка пилота погубила рейс Як-40

Коми, Камчатку, Архангельскую, Иркутскую, Калужскую, Костромскую, Курскую, Свердловскую и Оренбургскую области эксперты отнесли к регионам, где на осенних выборах "протестный потенциал выше среднего", говорится в докладе...

В Алтайском крае не будут проводить проверку на предмет чрезмерного роста тарифов на ЖКУ

Защищённый планшет промышленного класса Saotron RT-W11


В Калининском районе Краснодарского края фрагменты дронов повредили контактную сеть на железной дороге между станциями Величковка и Ангелинская, сообщил оперштаб региона

Два пожара в Севастополе – горит 6,5 гектаров сухой растительности

Сергей Карякин: 7 августа на поезде из Москвы в Симферополь выехали участники специальной спортивно-образовательной программы «Шахматный лагерь Сергея Карякина», которая стартует в Международном детском центре «Артек»

Аренда квартир в июле 2025 года: за сколько можно снять жильё в Симферополе и Севастополе?


17 тысяч придут на карту: россиянам подготовили выплаты к 1 сентября

Синоптики спрогнозировали дождь и температуру до +24 градусов в Москве 10 августа

Когда Москва официально стала Третьим Римом?

РПЛ: «Зенит» забил в свои ворота и проиграл «Ахмату» Черчесова, а хет-трик Батракова помог «Локомотиву» обыграть «Спартак»














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *