|  | ||||||
3,9.10-3 % van de aardkost (tot 16 km diepte) bestaat uit lanthaan; het is het 28e element in rangorde van voorkomen.
De belangrijkste mineralen zijn:
bastnaesiet-(Ce) (Ce,La)CO3F bastnaesiet-(Y) (Y,La)CO3F fergusoniet-(Ce) (Ce,La,Nd)NbO4 gadoliniet-(Ce) (Ce,La,Nd,Y)2Fe+2Be2Si2O10 lanthaniet-(Ce) (Ce,La,Nd)2(CO3)3.8H2O lanthaniet-(La) (La,Ce)2(CO3)3.8H2O lanthaniet-(Nd) (Nd,La)2(CO3)3.8H2O monaziet-(Ce) (Ce,La,Nd,Th)PO4 monaziet-(La) (La,Ce,Nd)PO4 monaziet-(Nd) (Nd,La,Ce)PO4 samarskiet-(Y) (Y,Ce,U,Fe+2)3(Nb,Ta,Ti)5O16
De belangrijkste wingebieden liggen in Australië, China, Mongolië, India, Brazilië, de Verenigde Staten van Amerika, Maleisië, Rusland, Tanzania, Burundi, Madagaskar, Noorwegen en Zweden.
De naam is afgeleid van het Griekse woord lanthanein, wat verborgen zijn betekent. De naam is gegeven omdat lanthaan lang in ceriumoxide verborgen was. Het aanvankelijk als zuivere stof veronderstelde ceriumoxide, bleek bij nader onderzoek een mengsel van oxiden te zijn.
Lanthaan was één van de zeven elementen die gevonden werden in de door J. Gadolin en A.G. Ekeberg uit gadoliniet en euxeniet verkregen 'aarde' yttria (zie ook 58 -Cerium). Lanthaan(oxide) werd in 1839 door C.G. Mosander geïsoleerd uit yttria.
In 1923 werd voor het eerst redelijk zuiver metallisch lanthaan bereid door elektrolyse van gesmolten lanthaanhalogeniden.
Oorspronkelijk werden de zeldzame aarden gescheiden op grond van (uiterst kleine) verschillen in oplosbaarheid van (hydr)oxiden in loog of van die van hun zouten, voornamelijk de oxalaten en sulfaten (met name de oplosbaarheid van Ln2(SO4)3.Na2SO4.xH2O, waarin Ln één van de zeldzame aardmetalen voorstelt). De oplosbaarheid neemt licht toe naarmate de atoommassa van het lanthanide toeneemt. De verschillen zijn zo klein dat vele malen herkristalliseren (1.000 x was geen uitzondering) noodzakelijk was voor een redelijke scheiding.
Lanthaan werd bereid door reductie van het chloride of fluoride met natrium of calcium.
Pas toen moderne scheidingsmethoden als vloeistofextractie en ionenwisseling werden ontwikkeld (ca. 1950), werd het mogelijk de zouten van de zeldzame aarden in redelijke hoeveelheden te scheiden. Hierbij wordt dikwijls gebruik gemaakt van een waterige oplossing, die wordt geëxtraheerd met tri-n-butylfosfaat. Deze bewerking kan als continuproces worden uitgevoerd.
Om de lanthaniden te verkrijgen wordt monaziet behandeld met geconcentreerd zwavelzuur (bij 200° C), waarbij oplossingen ontstaan van de sulfaten van lanthaan, thorium en aanwezige lanthaniden. Na toevoegen van ammonia slaat eerst het thoriumzout neer. Na toevoegen van natriumsulfaat slaan vervolgens de zouten van de lichtere lanthaniden neer, die na scheiding verder worden gezuiverd.
Vrij zuiver (99 %) lanthaan wordt bereid door reductie van fluoride met calcium of door elektrolyse van gesmolten lanthaanfluoride of -chloride.
Vuursteentje
Vuursteentjes in aanstekers worden gemaakt van mischmetaal, een legering van zeldzame aardmetalen. Omdat bij de bereiding van dit metaal niet naar een vaste verhouding wordt gestreefd, maar wordt uitgegaan van het beschikbare mineraal, is de verhouding van de zeldzame aarden in deze legering wisselend. De samenstelling is bij benadering:
45 - 60 % cerium, 15 - 30 % lanthaan, 10 - 20 % neodymium, 4 -6 % praseodymium, 1 - 2 % samarium, 0,5 - 1 % yttrium en zeer kleine hoeveelheden van de andere zeldzame aarden. Als verontreiniging zijn in geringe mate aanwezig: ijzer (max. 1 %), silicium, koolstof, mangaan, magnesium en calcium.
Door de sterke wrijving wordt zeer fijn verdeeld mischmetaal losgemaakt. Dit is sterk pyrofoor en verbrandt. Door de grote warmteontwikkeling bij de verbranding van deze minuscule deeltjes metaal ontbrandt het gas of de benzinedamp.
Waterstofopslag
Diverse lanthaanlegeringen kunnen veel waterstofgas opnemen. LaNi5, een schuimachtige legering van lanthaan en nikkel, zelfs ongeveer 400 maal het eigen volume. De opgenomen waterstof kan ook weer gemakkelijk worden onttrokken. Deze legering is daardoor geschikt als waterstofopslag o.a. voor motoren met waterstof als brandstof.
Ook bij het (terug)winnen van waterstofgas uit gasmengsels wordt LaNi5 gebruikt.
Batterij-elektrode
Toevoegen van lanthaan aan het metaal voor de elektroden van batterijen verhoogt de hardheid en corrosiebestendigheid. Pyrox, een legering met chroom, is een goede geleider en corrosiebestendig tot 1.800 °C.
Katalysator uitlaatgas
LaPbMnO3 is een goede katalysator voor de omzetting van CO in CO2 en van NOx in N2. Deze verbinding, aangebracht op lanthaanoxide, is een goedkoop alternatief voor platina en palladium in autokatalysatoren.
Lanthaanoxide wordt gebruikt in multicomponentkatalysatoren, zoals Fe/ La2O3/Pt.
Cameralens
Lanthaanoxide (La2O3) of lanthaancarbonaat {La2(CO3)3} toegevoegd aan glas, verhoogt de brekingsindex en vermindert de aberratie. Het verhoogt eveneens de chemische weerstand van het glas en de doorlaatbaarheid voor ultraviolet licht. Het aldus verkregen glas is zeer geschikt voor lenzen van camera's en andere optische apparatuur.
Ook in brillen en contactlenzen wordt deze glassoort toegepast. Naast 30 % lanthaanoxide is ongeveer 2 % yttrium- en gadoliniumoxide aanwezig.
Toepassingen als niet-ontleedbare stof (element) of als legering:
keramiek (LaNi5)
metallurgie
permanente magneten (LaCo5 en La2Co17)
Toepassingen als ontleedbare stof (verbinding):
elektrode voor brandstofcel La2O3 elektrode voor elektronenmicroscoop LaB6 elektrodemateriaal LaCrO3 LaCoO3 fosforescerende stof in kleurentelevisies rood La2O3 gedot. met Eu/Sm groen La2O2S gedot. met Eu/Sm geneesmiddel: remstof bij arteriosclerose (aderverkalking) LaCl3 keramiek voor ovens met zeer hoog temperatuurbereik LaCrO3 keramiek voor condensatoren La2O3 kristal voor lasers 3La2O3.3Fe2O3 lampen voor de filmindustrie LaB6 supergeleiding La2-xSrxCuO4 LaBa2Cu3O7