Die toekoms van die volhoubare ontginning van seldsame aarde-elemente
bron: AZO MiningWat is Skaars Aarde Elemente en waar word hulle gevind?Skaars aardelemente (REEs) bestaan uit 17 metaalelemente, saamgestel uit 15 lantaniede op die periodieke tabel:LantaanSeriumPraseodymiumNeodymiumPrometiumSamariumEuropiumGadoliniumTerbiumDysprosiumHolmiumErbiumThuliumYtterbiumUtetiumScandiumYttriumDie meeste van hulle is nie so skaars soos die groepnaam aandui nie, maar is in die 18de en 19de eeue genoem, in vergelyking met ander meer algemene 'aarde'-elemente soos kalk en magnesia.Serium is die mees algemene REE en meer volop as koper of lood.In geologiese terme word REE's egter selde in gekonsentreerde afsettings aangetref, aangesien steenkoollae dit byvoorbeeld ekonomies moeilik maak om te ontgin.Hulle word eerder in vier hoof ongewone gesteentes aangetref; karbonatiete, wat ongewone stollingsgesteentes is wat afkomstig is van karbonaatryke magmas, alkaliese stollingsinstellings, ioon-absorpsie klei-afsettings en monasiet-xenotime-draer-plasers-afsettings.China ontgin 95% van seldsame aarde-elemente om die vraag na hoëtegnologie-leefstyl en hernubare energie te bevredigSedert die laat 1990's het China REE-produksie oorheers deur sy eie ioon-absorpsie klei-afsettings, bekend as die 'Suid-Chinese klei', te gebruik.Dit is ekonomies vir China om te doen, want die klei-afsettings is maklik om REEs te onttrek uit die gebruik van swak sure.Skaars aarde-elemente word gebruik vir allerhande hoëtegnologie-toerusting, insluitend rekenaars, DVD-spelers, selfone, beligting, optiesevesel, kameras en luidsprekers, en selfs militêre toerusting, soos straalenjins, missielgeleidingstelsels, satelliete en anti -missiel verdediging.’n Doelwit van die 2015 Parys-klimaatooreenkoms is om aardverwarming tot onder 2 ˚C, verkieslik 1,5 ˚C, pre-industriële vlakke te beperk. Dit het die vraag na hernubare energie en elektriese motors verhoog, wat ook REE's vereis om te werk.In 2010 het China aangekondig dat hy REE-uitvoer sal verminder om aan sy eie styging in vraag te voldoen, maar ook sy dominante posisie vir die verskaffing van hoëtegnologie-toerusting aan die res van die wêreld sal behou.China is ook in 'n sterk ekonomiese posisie om die voorsiening van REE's te beheer wat benodig word vir hernubare energie soos sonpanele, wind- en getykragturbines, sowel as elektriese voertuie.Fosfogips Kunsmis Skaars Aarde Elemente Vang ProjekFosfogips is 'n neweproduk van kunsmis en bevat natuurlik voorkomende radioaktiewe elemente soos uraan en torium. Om hierdie rede word dit onbepaald gestoor, met gepaardgaande risiko's van besoedeling van grond, lug en water.Navorsers aan die Penn State University het dus 'n multistadiumbenadering bedink deur gebruik te maak van gemanipuleerde peptiede, kort stringe aminosure wat REE's akkuraat kan identifiseer en skei deur 'n spesiaal ontwikkelde membraan te gebruik.Aangesien tradisionele skeidingsmetodes onvoldoende is, het die projek ten doel om nuwe skeidingstegnieke, -materiale en -prosesse te ontwerp.Die ontwerp word gelei deur rekenaarmodellering, ontwikkel deur Rachel Getman, hoofondersoeker en medeprofessor in chemiese en biomolekulêre ingenieurswese by Clemson, met ondersoekers Christine Duval en Julie Renner, wat die molekules ontwikkel wat aan spesifieke REE's sal heg.Greenlee sal kyk na hoe hulle optree in water en sal die omgewingsimpak en verskillende ekonomiese potensiaal assesseer onder veranderlike ontwerp en bedryfsituasies.Chemiese ingenieurswese professor Lauren Greenlee, beweer dat: "vandag is 'n geraamde 200 000 ton seldsame aardelemente in onverwerkte fosfogipsafval in Florida alleen vasgevang."Die span identifiseer dat tradisionele herstel geassosieer word met omgewings- en ekonomiese hindernisse, waardeur dit tans herwin word uit saamgestelde materiale, wat die verbranding van fossielbrandstowwe vereis en arbeidsintensief isDie nuwe projek sal daarop fokus om hulle op 'n volhoubare manier te herwin en kan op 'n groter skaal vir omgewings- en ekonomiese voordele uitgerol word.As die projek suksesvol is, kan dit ook die VSA se afhanklikheid van China vir die verskaffing van seldsame aardelemente verminder.Nasionale Wetenskapstigting ProjekbefondsingDie Penn State REE-projek word befonds deur 'n vierjaar-toekenning van $571,658, altesaam $1,7 miljoen, en is 'n samewerking met Case Western Reserve University en Clemson Universiteit.Alternatiewe maniere om seldsame aarde-elemente te herstelRRE-herwinning word tipies uitgevoer met behulp van kleinskaalse bewerkings, gewoonlik deur loging en oplosmiddelekstraksie.Alhoewel dit 'n eenvoudige proses is, vereis loging 'n groot hoeveelheid gevaarlike chemiese reagense, dus is dit kommersieel ongewens.Oplosmiddelekstraksie is 'n effektiewe tegniek, maar is nie baie doeltreffend nie omdat dit arbeidsintensief en tydrowend is.Nog 'n algemene manier waarop REE's herwin kan word, is deur agromining, ook bekend as e-mynbou, wat die vervoer van elektroniese afval behels, soos ou rekenaars, fone en televisie van verskeie lande na China vir REE-ontginning.Volgens die VN se Omgewingsprogram is meer as 53 miljoen ton e-afval in 2019 gegenereer, met ongeveer $57 miljard grondstowwe wat REE's en metale bevat.Alhoewel dit dikwels voorgehou word as 'n volhoubare metode om materiaal te herwin, is dit nie sonder sy eie stel probleme wat nog oorkom moet word nie.Landbou verg baie stoorplek, herwinningsaanlegte, stortingsterreinafval na REE-herwinning, en behels vervoerkoste, wat die verbranding van fossielbrandstowwe vereis.Die Penn State University-projek het die potensiaal om sommige van die probleme wat verband hou met tradisionele REE-herwinningsmetodes te oorkom as dit sy eie omgewings- en ekonomiese doelwitte kan bevredig.
