Нахождение в природе и месторождения

В природе не существует чисто цериевых минералов. Редкоземельные металлы вообще редко встречаются в концентрациях, необходимых для добычи. Обычно встречаются минералы селективные, где доля того или иного РЗМ больше. Содержание церия в земной коре — 70 г/т, в воде океанов — 5,2· 10^?6 мг/л.

Главные минералы церия — бастнезит и монацит.

Бастнезит содержит фторкарбонат церия и состоит из желтых, красноватых или бурых кристаллов. Монацит представляет собой блестящий минерал класса фосфатов, внешне он обычно желто-бурого цвета. Бастнезитовые месторождения в основном сосредоточены в КНР и США. Другие известные месторождения бастнезитовых руд находятся во Вьетнаме и в Афганистане.

Монацитовые месторождения сосредоточены в Австралии, Бразилии, КНР, Индии, Малайзии, ЮАР, Шри-Ланке, Таиланде и США; монацитовый песок (россыпи) встречается по берегам рек, озер и морей многих континентов.

Бастнезит за рубежом представляет больший интерес, нежели монацит и является основным коммерческим видом сырья. Монацит менее востребован из-за содержания в нем тория. В бастнезите содержится порядка 47% Ce₂O₃, в монаците — около 30%. Еще для получения окислов РЗЭ цериевой группы используют гадолинит, эвксенит и давидит.

В России главный источник получения цериевых земель — лопаритовые руды Ловозерского месторождения (Кольский полуостров). При хлорировании лопарита получают расплав хлоридов редкоземельных элементов.

церий минерал редкоземельный металл.

Химические и физические свойства

Церий является химическим элементом третьей группы периодической системы Менделеева и относится к группе легких лантаноидов.

Внешне церий светло-серого цвета. Его атомная масса 140,12. Температура плавления примерно 1000^°С (в зависимости от чистоты металла), температура кипения около 3600^°С. Теплопроводность церия при 291 К составляет 11,2 Вт/ (моль*К), плотность — 6,789 г/см³. В соединениях церий проявляет две валентности: 3⁺ и 4⁺. Церий химически активный металл. Он хорошо соединяется с кислородом, азотом и водородом. Реакция между водородом и церием начинается уже при комнатной температуре и идет с выделением тепла. В разведенных кислотах церий растворяется, при этом выделяется водород. На воздухе церий покрывается тонкой окисной пленкой, но вполне достаточно слабой кислоты, чтобы растворить ее. При температуре свыше 300^°С церий воспламеняется и превращается в диоксид церия (порошок желтого цвета). Если диоксид церия далее прокаливать в токе водорода, то можно получить окись трехвалентного церия, которая, в свою очередь, в щелочной среде окисляется до четырехвалентного церия.

Чистый порошок металлического церия имеет светлый оттенок, а концентрат оксидов РЗМ цериевой группы обычно коричневого цвета. Карбонаты цериевой группы представляют собой тонкодисперсные кристаллические порошки и пасты белого или серого цвета.

Церий является ковким и вязким металлом. Он поддается прокатке и в нагретом состоянии тянется в проволоку. Отличительной чертой церия от других лантаноидов является его сильная зависимость от давления. При сильном сжатии объем церия уменьшается сильнее, чем объем лантана. При этом заметно падает и электросопротивление церия.

Изотопы

Природный церий состоит из смеси четырёх стабильных изотопов: ¹³⁶Ce (0,185%), ¹³⁸Ce (0,251%), ¹⁴⁰Ce (88,450%) и ¹⁴²Ce (11,114%). Известны также 26 радионуклидов церия. Из них наиболее стабильны ¹⁴⁴Ce (период полураспада 284,893 д), ¹³⁹Ce (137,640 д) и ¹⁴¹Ce (32,501 д). Остальные известные радионуклиды церия имеют периоды полураспада менее 4 дней, а большинство из них — менее 10 минут.