Heimild: Azo Mining

Hverjir eru sjaldgæfir jarðþættir og hvar finnast þeir?

Mjög sjaldgæfar jarðþættir (REE) samanstanda af 17 málmþáttum, sem samanstendur af 15 lanthaníðum á lotukerfinu:

Lanthanum

Cerium

Praseodymium

Neodymium

Prometium

Samarium

Evrópum

Gadolinium

Terbium

Dysprósi

Holmium

Erbium

Thulium

Ytterbium

UTETIUM

Scandium

Yttrium

Flestir þeirra eru ekki eins sjaldgæfir og heiti hópsins bendir til en voru nefndir á 18. og 19. öld, í samanburði við aðra algengari „jörð“ þætti eins og kalk og magnesíu.

Cerium er algengasta REE og algengari en kopar eða blý.

Hins vegar, í jarðfræðilegum skilmálum, finnast REE þó sjaldan í einbeittum útfellingum þar sem kolasaumar, til dæmis, gera þær efnahagslega erfiðar að ná mér.

Þeir finnast í staðinn í fjórum helstu sjaldgæfum berggerðum; Karbónatítar, sem eru óvenjulegir steikir steinar, sem eru unnir úr karbónatríkum kvikum, basískum stoðum, jón-frásogs leirfellingum og monazite-xenotime-bearer placers útfellum.

Kína jarðsprengjur 95% af sjaldgæfum jarðþáttum til að fullnægja eftirspurn eftir hátækni lífsstíl og endurnýjanlegri orku

Síðan seint á tíunda áratugnum hefur Kína stjórnað REE framleiðslu og notar eigin jón-frásogs leirinnstæður, þekktar sem „Suður-Kína leir“.

Það er hagkvæmt fyrir Kína að gera vegna þess að leirinnfellingarnar eru einfaldar til að draga REE úr því að nota veikar sýrur.

Mjög sjaldgæfar jarðþættir eru notaðir fyrir alls kyns hátæknibúnað, þar á meðal tölvur, DVD leikmenn, farsíma, lýsingu, ljósleiðara, myndavélar og hátalara og jafnvel hernaðarbúnað, svo sem þotuvélar, leiðsagnarkerfi eldflaugar, gervitungl og varnar gegn eldflaugum.

Markmið loftslagssamningsins í París 2015 er að takmarka hlýnun jarðar við undir 2 ˚C, helst 1,5 ˚C, fyrir iðnaðarstig. Þetta hefur aukið eftirspurn eftir endurnýjanlegri orku og rafbílum, sem einnig krefjast þess að Rees starfi.

Árið 2010 tilkynnti Kína að það myndi draga úr útflutningi REE til að uppfylla eigin aukningu eftirspurnar, en viðhalda einnig ríkjandi stöðu sinni til að útvega hátæknibúnað til umheimsins.

Kína er einnig í sterkri efnahagslegri stöðu til að stjórna framboði Rees sem þarf til endurnýjanlegrar orku eins og sólarplötur, vindur og sjávarfallabólur, svo og rafknúin ökutæki.

Fosfogypsum áburður sjaldgæfir jarðþættir.

Fosfogypum er aukaafurð áburðar og inniheldur náttúrulega geislavirka þætti eins og úran og thorium. Af þessum sökum er það geymt um óákveðinn tíma, með tilheyrandi áhættu af mengandi jarðvegi, lofti og vatni.

Þess vegna hafa vísindamenn við Penn State University hugsað fjölþrepa nálgun með verkfræðilegum peptíðum, stuttum strengjum af amínósýrum sem geta greint nákvæmlega og aðskilið Rees með því að nota sérstaklega þróaða himnu.

Þar sem hefðbundnar aðskilnaðaraðferðir eru ófullnægjandi miðar verkefnið að því að móta nýja aðskilnaðartækni, efni og ferla.

Hönnunin er stýrt af reikniaðferðum, þróuð af Rachel Getman, aðalrannsakanda og dósent í efna- og lífmothular verkfræði við Clemson, með rannsóknarmönnunum Christine Duval og Julie Renner og þróa sameindirnar sem munu festast við sérstaka REE.

Greenlee mun skoða hvernig þeir hegða sér í vatni og mun meta umhverfisáhrifin og mismunandi efnahagslega möguleika við breytilega hönnun og rekstraraðstæður.

Lauren Greenlee, prófessor í efnaverkfræði, heldur því fram að: „Í dag eru áætluð 200.000 tonn af sjaldgæfum jarðþáttum föst í óunninni fosfógýpusúrgangi í Flórída einum.“

Teymið greinir frá því að hefðbundinn bati tengist umhverfislegum og efnahagslegum hindrunum, þar sem þær eru nú endurheimtar úr samsettum efnum, sem krefjast brennslu jarðefnaeldsneytis og er vinnuaflsfrek

Nýja verkefnið mun einbeita sér að því að endurheimta þau á sjálfbæran hátt og má rúlla þeim í stærri mæli fyrir umhverfis- og efnahagslegan ávinning.

Ef verkefnið gengur vel gæti það einnig dregið úr ósjálfstæði Bandaríkjanna á Kína fyrir að veita sjaldgæfan jarðþætti.

National Science Foundation Project fjármögnun

Penn State REE verkefnið er styrkt með fjögurra ára styrk upp á 571.658 dali, samtals 1,7 milljónir dala, og er samstarf við Case Western Reserve University og Clemson University.

Aðrar leiðir til að endurheimta sjaldgæfar jarðþættir

RRE bata er venjulega framkvæmd með því að nota smáaðgerðir, oft með því að útskolun og leysiefnisútdrátt.

Þrátt fyrir að einfalt ferli sé útskolun krefst mikils magns af hættulegum efnafræðilegum hvarfefnum, þá er óæskilegt í atvinnuskyni.

Útdráttur leysiefnis er áhrifarík tækni en er ekki mjög dugleg vegna þess að hún er vinnuaflsfrek og tímafrekt.

Önnur algeng leið til að endurheimta REE er með agromining, einnig þekkt sem rafræn námuvinnsla, sem felur í sér flutning rafræns úrgangs, svo sem gömul tölvur, síma og sjónvarp frá ýmsum löndum til Kína til útdráttar REE.

Samkvæmt umhverfisáætlun Sameinuðu þjóðanna urðu yfir 53 milljónir tonna af úrgangi árið 2019, með um 57 milljarða dollara hráefni sem innihélt Rees og málma.

Þrátt fyrir að vera oft sýnd sem sjálfbær aðferð við endurvinnsluefni er það ekki án eigin vandamáls sem enn þarf að vinna bug á.

Agromining krefst mikils geymslupláss, endurvinnslustöðva, urðunarúrgangs eftir endurheimt REE og felur í sér flutningskostnað, sem krefjast brennandi jarðefnaeldsneytis.

Penn State University verkefnið hefur möguleika á að vinna bug á nokkrum vandamálum sem fylgja hefðbundnum REE endurheimtunaraðferðum ef það getur fullnægt eigin umhverfis- og efnahagslegum markmiðum.

---

Pósttími: júl-04-2022