المصدر: تعدين آزوما هي العناصر الأرضية النادرة وأين توجد؟تتألف العناصر الأرضية النادرة (REES)لانثانومالسيريومpraseodymiumالنيوديميومبروميثيومالساماريوميوروبيومالجادولينيومتيربيومdysprosiumهولميومإربيومثوليومytterbiumutetiumScandiumyttriumمعظمهم ليسوا نادرًا كما يوحي اسم المجموعة ولكن تم تسميته في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر ، مقارنة بعناصر "الأرض" الأكثر شيوعًا مثل الجير والمغنيسيا.Cerium هو الأكثر شيوعًا لـ REE وأكثر وفرة من النحاس أو الرصاص.ومع ذلك ، من الناحية الجيولوجية ، نادراً ما يتم العثور على Rees في الودائع المركزة لأن طبقات الفحم ، على سبيل المثال ، تجعلها صعبة اقتصاديًا.تم العثور عليها بدلاً من ذلك في أربعة أنواع صخرية رئيسية غير شائعة ؛ الكربونيات ، التي هي صخور نارية غير عادية مستمدة من الصهارة الغنية بالكربونات ، والوابات النارية القلوية ، ودائعات طين امتصاص الأيون ، وودائع المراهنات المونازيت والراسخ.مناجم الصين 95 ٪ من العناصر الأرضية النادرة لتلبية الطلب على أنماط الحياة عالية التقنية والطاقة المتجددةمنذ أواخر التسعينيات ، سيطرت الصين على إنتاج REE ، باستخدام رواسب طين امتصاصها الخاصة بها ، والمعروفة باسم "Clays South China".من الاقتصادي أن تفعل الصين لأن رواسب الطين بسيطة لاستخراج Rees من استخدام الأحماض الضعيفة.تُستخدم العناصر الأرضية النادرة لجميع أنواع المعدات ذات التقنية العالية ، بما في ذلك أجهزة الكمبيوتر ، ومشغلات أقراص DVD ، والهواتف المحمولة ، والإضاءة ، والبصريات الألياف ، والكاميرات والمتحدثين ، وحتى المعدات العسكرية ، مثل المحركات النفاثة ، وأنظمة التوجيه الصاروخي ، والأقمار الصناعية ، والدفاع المضاد للميس.يتمثل هدف اتفاقية المناخ في باريس لعام 2015 في الحد من الاحتباس الحراري إلى أقل من 2 درجة مئوية ، ويفضل أن يكون 1.5 درجة مئوية ، مستويات ما قبل الصناعة. وقد زاد ذلك من الطلب على الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية ، والتي تتطلب أيضًا من REES العمل.في عام 2010 ، أعلنت الصين أنها ستؤدي إلى تقليل صادرات REE للوفاء برفع الطلب الخاص بها ، ولكنها تحافظ أيضًا على موقعها المهيمن لتزويد معدات التكنولوجيا الفائقة لبقية العالم.الصين أيضًا في وضع اقتصادي قوي للسيطرة على إمدادات REES اللازمة للطاقات المتجددة مثل الألواح الشمسية والرياح وتوربينات طاقة المد والجزر ، وكذلك السيارات الكهربائية.الفوسفوجيبسوم الأسمدة العناصر الأرضية النادرةالفسفوجيبسوم هو نتيجة ثانوية للأسمدة ويحتوي على عناصر مشعة تحدث بشكل طبيعي مثل اليورانيوم والثوريوم. لهذا السبب ، يتم تخزينه إلى أجل غير مسمى ، مع المخاطر المرتبطة بالتربة والهواء والماء الملوثين.لذلك ، ابتكر الباحثون في جامعة ولاية بنسلفانيا مقاربة متعددة المراحل باستخدام الببتيدات المهندسة ، والأوتار القصيرة للأحماض الأمينية التي يمكن أن تحدد بدقة وفصلها عن الغشاء المتقدم خصيصًا.نظرًا لأن أساليب الفصل التقليدية غير كافية ، يهدف المشروع إلى وضع تقنيات ومواد وعمليات فصل جديدة.يقود التصميم النمذجة الحسابية ، التي طورها راشيل جيتمان ، الباحث الرئيسي وأستاذة مشاركة في الهندسة الكيميائية والجزيئات الحيوية في كليمسون ، مع الباحثين كريستين دوفال وجولي رينر ، وتطوير الجزيئات التي سوف تصل إلى ريس محددة.سوف يبحث Greenlee في كيفية تصرفهم في الماء وسيقومون بتقييم التأثير البيئي والإمكانات الاقتصادية المختلفة في ظل مواقف التشغيل المتغيرة والتشغيل.يدعي أستاذ الهندسة الكيميائية لورين غرينلي أن: "اليوم ، ما يقدر بنحو 200000 طن من العناصر الأرضية النادرة محاصرة في نفايات الفسفوغوم غير المجهزة في فلوريدا وحدها."يحدد الفريق أن الانتعاش التقليدي يرتبط بالحواجز البيئية والاقتصادية ، حيث يتم استردادها حاليًا من مواد مركبة ، والتي تتطلب حرق الوقود الأحفوري وكثافة عمالة على العمالةسيركز المشروع الجديد على استردادها بطريقة مستدامة وقد يتم طرحها على نطاق أوسع للفوائد البيئية والاقتصادية.إذا نجح المشروع ، فقد يقلل أيضًا من اعتماد الولايات المتحدة الأمريكية على الصين لتوفير عناصر أرضية نادرة.تمويل مشروع المؤسسة الوطنية للعلوميتم تمويل مشروع Penn State REE بمنحة مدتها أربع سنوات بقيمة 571،658 دولارًا ، بلغ مجموعها 1.7 مليون دولار ، وهو تعاون مع جامعة Case Western Reserve وجامعة كليمسون.طرق بديلة لاستعادة عناصر أرضية نادرةعادة ما يتم استرداد RRE باستخدام عمليات صغيرة الحجم ، وعادة ما يكون عن طريق الرشف واستخراج المذيبات.على الرغم من وجود عملية بسيطة ، فإن الترشيح يتطلب كمية عالية من الكواشف الكيميائية الخطرة ، لذلك غير مرغوب فيه تجاريًا.استخراج المذيبات هو تقنية فعالة ولكنها ليست فعالة للغاية لأنها كثيفة العمالة وتستغرق وقتًا طويلاً.هناك طريقة شائعة أخرى لاسترداد REES من خلال agromining ، والمعروفة أيضًا باسم التعدين الإلكتروني ، والتي تتضمن نقل النفايات الإلكترونية ، مثل أجهزة الكمبيوتر القديمة والهواتف والتلفزيون من مختلف البلدان إلى الصين لاستخراج REE.وفقًا لبرنامج الأمم المتحدة للبيئة ، تم إنشاء أكثر من 53 مليون طن من النفايات الإلكترونية في عام 2019 ، مع حوالي 57 مليار دولار من المواد الخام التي تحتوي على Rees والمعادن.على الرغم من أن غالبًا ما يتم وصفها كوسيلة مستدامة لإعادة التدوير ، إلا أنها لا تخلو من مجموعة المشكلات الخاصة بها التي لا تزال بحاجة إلى التغلب عليها.يتطلب Agromining الكثير من مساحة التخزين ، ونباتات إعادة التدوير ، ونفايات المكب بعد استرداد REE ، وتتضمن تكاليف النقل ، والتي تتطلب حرق الوقود الأحفوري.لدى مشروع جامعة ولاية بنسلفانيا القدرة على التغلب على بعض المشكلات المرتبطة بطرق استرداد REE التقليدية إذا كان بإمكانه تلبية أهدافها البيئية والاقتصادية.
