Pinagmulan: Azo Mining

Ano ang mga bihirang elemento ng lupa at saan sila nahanap?

Ang mga Rare Earth Element (REE) ay binubuo ng 17 mga elemento ng metal, na binubuo ng 15 lanthanides sa pana -panahong talahanayan:

Lanthanum

Cerium

Praseodymium

Neodymium

Promethium

Samarium

Europium

Gadolinium

Terbium

Dysprosium

Holmium

Erbium

Thulium

Ytterbium

Utetium

Scandium

Yttrium

Karamihan sa mga ito ay hindi bihira tulad ng iminumungkahi ng pangalan ng pangkat ngunit pinangalanan noong ika -18 at ika -19 na siglo, kung ihahambing sa iba pang mga mas karaniwang elemento ng 'lupa' tulad ng dayap at magnesia.

Ang cerium ay ang pinaka -karaniwang REE at mas sagana kaysa sa tanso o tingga.

Gayunpaman, sa mga tuntunin ng geological, ang mga REE ay bihirang matatagpuan sa mga puro na deposito bilang mga seams ng karbon, halimbawa, ay ginagawang mahirap ang mga ito sa ekonomiya.

Ang mga ito ay sa halip ay matatagpuan sa apat na pangunahing hindi pangkaraniwang uri ng bato; Ang mga carbonatite, na hindi pangkaraniwang mga bato na nakamamanghang nagmula sa mga mayaman na carbonate na may mayaman na mga setting ng alkalina, mga deposito ng clay-pagsipsip ng ion, at mga deposito ng mga deposit ng monazite-xenotime-bearer.

Mines ng China 95% ng mga bihirang elemento ng lupa upang masiyahan ang demand para sa hi-tech lifestyles at nababagong enerhiya

Mula noong huling bahagi ng 1990s, pinangungunahan ng Tsina ang paggawa ng REE, na gumagamit ng sariling mga deposito ng luad ng ion-pagsipsip, na kilala bilang 'South China Clays'.

Ito ay matipid na gawin ng Tsina dahil ang mga deposito ng luad ay simple upang kunin ang mga REE mula sa paggamit ng mga mahina na acid.

Ang mga elemento ng Rare Earth ay ginagamit para sa lahat ng uri ng mga kagamitan sa hi-tech, kabilang ang mga computer, mga manlalaro ng DVD, cell phone, pag-iilaw, mga optika ng hibla, camera at nagsasalita, at maging ang kagamitan ng militar, tulad ng mga jet engine, mga sistema ng gabay sa misayl, satellite, at pagtatanggol ng anti-missile.

Ang isang layunin ng 2015 Paris Climate Agreement ay upang limitahan ang pandaigdigang pag-init sa ibaba 2 ˚C, mas mabuti na 1.5 ˚C, mga antas ng pre-pang-industriya. Ito ay nadagdagan ang demand para sa nababago na enerhiya at mga de -koryenteng kotse, na nangangailangan din ng mga REE na gumana.

Noong 2010, inihayag ng Tsina na bawasan nito ang mga pag-export ng REE upang matupad ang sariling pagtaas ng demand, ngunit mapanatili din ang nangingibabaw na posisyon para sa pagbibigay ng kagamitan sa hi-tech sa ibang bahagi ng mundo.

Ang Tsina ay nasa isang malakas na posisyon sa pang -ekonomiya upang makontrol ang supply ng mga REE na kinakailangan para sa mga nababago na energies tulad ng mga solar panel, hangin, at mga turbines ng lakas ng tubig, pati na rin ang mga de -koryenteng sasakyan.

Phosphogypsum Fertilizer Rare Earth Element Capture Project

Ang Phosphogypsum ay isang by-product ng pataba at naglalaman ng natural na nagaganap na mga elemento ng radioactive tulad ng uranium at thorium. Para sa kadahilanang ito, ito ay naka -imbak nang walang hanggan, na may mga kaugnay na mga panganib ng polusyon ng lupa, hangin, at tubig.

Samakatuwid, ang mga mananaliksik sa Penn State University, ay naglikha ng isang diskarte sa multistage gamit ang mga engineered peptides, maikling mga string ng amino acid na maaaring tumpak na makilala at hiwalay ang mga REE gamit ang isang espesyal na binuo lamad.

Tulad ng mga tradisyunal na pamamaraan ng paghihiwalay ay hindi sapat, ang proyekto ay naglalayong lumikha ng mga bagong diskarte sa paghihiwalay, materyales, at mga proseso.

Ang disenyo ay pinamumunuan ng computational modeling, na binuo ni Rachel Getman, Principal Investigator at Associate Professor ng Chemical and Biomolecular Engineering sa Clemson, kasama ang mga investigator na sina Christine Duval at Julie Renner, na bumubuo ng mga molekula na makakasama sa tiyak na Rees.

Titingnan ng Greenlee kung paano sila kumikilos sa tubig at susuriin ang epekto sa kapaligiran at iba't ibang mga potensyal na pang -ekonomiya sa ilalim ng variable na disenyo at mga sitwasyon sa pagpapatakbo.

Ang Propesor ng Chemical Engineering na si Lauren Greenlee, ay inaangkin na: "Ngayon, tinatayang 200,000 tonelada ng mga bihirang elemento ng lupa ay na -trap sa hindi naproseso na basurang phosphogypsum sa Florida lamang."

Kinikilala ng koponan na ang tradisyunal na pagbawi ay nauugnay sa mga hadlang sa kapaligiran at pang-ekonomiya, kung saan sila ay kasalukuyang nakuhang muli mula sa mga pinagsama-samang materyales, na nangangailangan ng pagsunog ng mga fossil fuels at masigasig sa paggawa

Ang bagong proyekto ay tututok sa pagbawi sa kanila sa isang napapanatiling paraan at maaaring ilunsad sa isang mas malaking sukat para sa mga benepisyo sa kapaligiran at pang -ekonomiya.

Kung ang proyekto ay matagumpay, maaari rin itong mabawasan ang dependency ng USA sa China para sa pagbibigay ng mga bihirang elemento ng lupa.

Pagpopondo ng Proyekto ng National Science Foundation

Ang proyekto ng Penn State REE ay pinondohan ng isang apat na taong bigyan ng $ 571,658, na nagkakahalaga ng $ 1.7 milyon, at isang pakikipagtulungan sa Case Western Reserve University at Clemson University.

Mga alternatibong paraan upang mabawi ang mga bihirang elemento ng lupa

Ang pagbawi ng RRE ay karaniwang isinasagawa gamit ang mga maliliit na operasyon, karaniwang sa pamamagitan ng pag-leaching at solvent extraction.

Bagaman ang isang simpleng proseso, ang pag -leaching ay nangangailangan ng isang mataas na dami ng mga mapanganib na reagents ng kemikal, sa gayon ay hindi kanais -nais na komersyal.

Ang pag-aalis ng solvent ay isang epektibong pamamaraan ngunit hindi masyadong mahusay dahil ito ay masigasig sa paggawa at pag-ubos ng oras.

Ang isa pang karaniwang paraan para mabawi ang Rees ay sa pamamagitan ng agromining, na kilala rin bilang e-mining, na nagsasangkot sa transportasyon ng elektronikong basura, tulad ng mga lumang computer, telepono, at telebisyon mula sa iba't ibang mga bansa hanggang sa China para sa pagkuha ng REE.

Ayon sa UN Environment Program, higit sa 53 milyong tonelada ng e-basura ang nabuo noong 2019, na may halos $ 57 bilyong hilaw na materyales na naglalaman ng mga RE at metal.

Bagaman madalas na tout bilang isang napapanatiling pamamaraan ng mga materyales sa pag -recycle, hindi ito walang sariling hanay ng mga problema na kailangan pa ring pagtagumpayan.

Ang agromining ay nangangailangan ng maraming espasyo sa pag -iimbak, mga halaman ng pag -recycle, basura ng landfill pagkatapos ng pagbawi ng REE, at nagsasangkot ng mga gastos sa transportasyon, na nangangailangan ng nasusunog na mga fossil fuels.

Ang Penn State University Project ay may potensyal na pagtagumpayan ang ilan sa mga problema na nauugnay sa tradisyonal na mga pamamaraan ng pagbawi ng REE kung maaari nitong masiyahan ang sarili nitong mga layunin sa kapaligiran at pang -ekonomiya.

---

Oras ng Mag-post: JUL-04-2022