Metales preciosos y metales de tierras raras: vitaminas para la tecnología moderna

Xu Jingxiang, Gerente General de UWin Nanotech Co., Ltd.
Recopilación de artículos | Wei Yugen

Los metales, conocidos por su buena conductividad eléctrica, ductilidad y brillo, se utilizan en la tabla periódica. ¿Cómo se utilizan los metales en la vida cuando parecen tener una pronunciación rígida pero no tienen vida en la tabla periódica? ¿Cuáles son los papeles del oro y la plata, aparte de añadir a la nobleza y la dignidad de la gente? ¿Por qué los metales raros de la tierra, que poca gente entiende y se preocupa por ellos, son una moneda de cambio en la actual guerra comercial entre EE.UU. y China? El orador, Xu Jingxiang, reveló los ocho metales preciosos y los 17 metales raros de la tierra en su charla.

Además del conocido oro (Au) y la plata (Ag), los ocho metales incluyen el rutenio (Ru), el rodio (Rh), el paladio (Pa), el osmio (Os), el iridio (Ir) y el platino (Pt), que también se conocen como metales del platino. Con altas densidades, puntos de fusión y de ebullición, y una estabilidad química y física sobresaliente, se utilizan frecuentemente en desarrollos tecnológicos clave para la industria y la humanidad. El descubrimiento de los metales preciosos se remonta a 8.000 años atrás, cuando se descubrió el oro en Egipto y Bulgaria, y a 6.000 años atrás, cuando se descubrió la plata. En cuanto a los metales de platino, sólo fueron descubiertos hace unos 270 años.

La plata, que ocupa el primer lugar entre todos los metales en términos de conductividad eléctrica, conductividad térmica y reflectividad, se ha utilizado a lo largo de los tiempos. El ejemplo más clásico del uso de la plata en la antigua China es el uso de agujas de plata para detectar el veneno, ya que el arsénico contiene «azufre», lo que provoca una reacción química que convierte la plata en negro cuando toca la plata. Hoy en día, la plata se utiliza ampliamente en la industria médica para esterilizar los ungüentos de plata, los paneles solares industriales, las luces LED, los marcos de plomo IC y la plata 925 en la joyería clásica de Tiffany.

El oro, comúnmente conocido como «oro amarillo», ha sido usado como un símbolo de estatus y riqueza desde tiempos antiguos. Sin embargo, además de ser un símbolo de nobleza y honor, el oro también se encuentra en todos los teléfonos celulares, tarjetas de seguro médico, tarjetas de crédito, conectores de carga y cartuchos de tinta de impresoras. Además, el uso de nanopartículas de oro en la industria biomédica para el diagnóstico genético y la detección de patógenos aporta muchos beneficios prácticos.

Entre los metales de platino, el platino, también conocido como «oro blanco», fue descubierto por primera vez. Hoy en día se utiliza en aplicaciones médicas como el cisplatino, el carboplatino, el oxaliplatino y otros medicamentos contra el cáncer, así como en joyería. El rutenio y el rodio se utilizan por su alta resistencia a la corrosión en componentes resistivos, cabezales de bolígrafos y discos duros, y en la galvanoplastia, faros y catalizadores de los automóviles. Además, el paladio, que tiene una excelente capacidad de almacenamiento de hidrógeno, se utiliza ampliamente en los catalizadores de automóviles junto con el rodio, ya que cataliza los compuestos de carbo-oxígeno para descomponer la materia orgánica del aire. El osmio, el elemento más denso de la Tabla Periódica, no sólo se utiliza en la identificación de huellas dactilares, sino que también se está estudiando e intentando en el tratamiento de los cánceres de ovario y recto. Por último, se cree que el Iridio, llamado así por la diosa del arco iris, es un elemento muy raro que no pertenece a los metales que ya están presentes en la corteza terrestre, y que se encuentra principalmente en los cráteres y en los escombros dispersos.

A continuación, el orador habla de «metales raros de la tierra», que en realidad no son raros a pesar de la palabra «raro». Los miembros del grupo de metales raros de la tierra están compuestos principalmente por Lantano, La, Ce, Praseodimio, Neodimio,fosfonio (Pm), samario (Sm), europio (Eu), Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu y dos metales de transición itrio (Y) y escandio (Sc). Están compuestos de un total de 17 elementos. La mayoría son de color blanco plateado, pero los óxidos son multicolores. Los primeros metales raros de la tierra fueron descubiertos hace unos 200 años. El primer elemento raro de la tierra que se ha aislado es el Ce, el último elemento natural que se ha descubierto es el «francio», a partir de este el resto de elementos han sido descubiertos por los científicos a través de reacciones nucleares.

Los metales de las tierras raras se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, entre ellas la industria de la defensa, la atención de la salud, la electrónica, los productos ópticos y las aplicaciones energéticas. Por ejemplo, los teléfonos móviles, que se utilizan todos los días, son luminiscentes debido a la adición de lantano; el neodimio se utiliza en los micrófonos, imanes y dispositivos vibratorios. Las luces de los estadios en realidad tienen adiciones, el material amarillo es inadvertido, los imanes permanentes japoneses tienen itria, la fluorescencia roja se utiliza en los televisores de color, la fluorescencia verde se utiliza en los televisores de color, las boquillas de las impresoras se utilizan en los productos farmacéuticos, y la cirugía láser para romper las piedras se utiliza en el tratamiento médico, y también se utiliza en el tratamiento de eliminación de manchas ……. La aplicación de estos raros elementos terrestres está mucho más cerca de nuestras vidas de lo que pensábamos.

A pesar de que hay mucho metal en el mundo, está en peligro de agotarse en el futuro debido al alto nivel de uso. Por ejemplo, aunque la plata es el más abundante de los ocho metales preciosos, se cree que sus reservas se agotarán en los próximos 100 años debido a su gran uso en la industria, la electrónica y la joyería. Los metales de las tierras raras, por otra parte, tienen más reservas que los metales preciosos, pero su distribución desigual los hace difíciles de explotar. Además, además del riesgo de agotamiento, la mayoría de estos metales requieren el uso de soluciones altamente corrosivas en el proceso de refinación. De estas reflexiones y perspectivas surgió el concepto de «minas urbanas», y en los últimos años muchas empresas de todo el mundo han intentado incorporar el concepto de economía circular en sus productos y desarrollos.

En 1998, los profesores Paul Anastas y John C Warner introdujeron el concepto de «química verde», que aboga por el uso de métodos de síntesis química no tóxicos y de baja toxicidad y por la reducción de la generación de desechos químicos. En el proceso tradicional de refinación del oro, la mayor parte del proceso requiere el uso de aqua regia, cianuro y mercurio, sin embargo, el proceso en sí mismo producirá sustancias tóxicas que son perjudiciales para el medio ambiente y el cuerpo humano. Sin embargo, el proceso de estos métodos en sí mismo produciría sustancias tóxicas que son dañinas para el medio ambiente y el cuerpo humano. Después de una profunda consideración y experimentación, el orador, Xu Jingxiang, desarrolló un método no tóxico que ahora se conoce como «Environmental Gold Stripping». A través de esta técnica, podemos reciclar selectivamente el «oro» de los productos 3C que tenemos y utilizarlo para otros fines. Además del oro, existen o se están desarrollando continuamente otros métodos ecológicos para la separación de la plata, el paladio, el platino, el rodio, el rutenio y diversos metales de tierras raras, en cooperación con diversos equipos universitarios.


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