ffynhonnell: Mwyngloddio AZO

Beth yw Elfennau Prin y Ddaear a Ble maen nhw'n Cael eu Canfod?

Mae elfennau daear prin (REEs) yn cynnwys 17 elfen fetelaidd, sy'n cynnwys 15 lanthanid ar y tabl cyfnodol:

Lanthanum

Cerium

Praseodymium

Neodymium

Promethiwm

Samariwm

Ewropiwm

Gadolinium

Terbium

Dysprosiwm

Holmiwm

Erbium

Thulium

Ytterbium

Utetiwm

Sgandiwm

Yttrium

Nid yw'r rhan fwyaf ohonynt mor brin ag y mae enw'r grŵp yn ei awgrymu ond cawsant eu henwi yn y 18fed a'r 19eg ganrif, mewn cymhariaeth ag elfennau 'daear' mwy cyffredin megis calch a magnesia.

Cerium yw'r REE mwyaf cyffredin ac mae'n fwy niferus na chopr neu blwm.

Fodd bynnag, mewn termau daearegol, anaml y ceir REEs mewn dyddodion crynodedig gan fod gwythiennau glo, er enghraifft, yn eu gwneud yn anodd yn economaidd i'w cloddio.

Fe'u ceir yn lle hynny mewn pedwar prif fath o graig anghyffredin; carbonatitau, sy'n greigiau igneaidd anarferol sy'n deillio o fagmau llawn carbonad, gosodiadau igneaidd alcalïaidd, dyddodion clai sy'n amsugno ïon, a dyddodion gosodwyr monasit-xenotime-cludwr.

Mae Tsieina yn Mwyngloddio 95% o Elfennau Prin y Ddaear i Ddiwallu'r Galw am Ffyrdd o Fyw Hi-Tech ac Ynni Adnewyddadwy

Ers diwedd y 1990au, Tsieina sydd wedi dominyddu cynhyrchu REE, gan ddefnyddio ei dyddodion clai amsugno ïon ei hun, a elwir yn 'South China Clays'.

Mae'n economaidd i Tsieina ei wneud oherwydd bod y dyddodion clai yn syml i echdynnu REEs o ddefnyddio asidau gwan.

Defnyddir elfennau daear prin ar gyfer pob math o offer uwch-dechnoleg, gan gynnwys cyfrifiaduron, chwaraewyr DVD, ffonau symudol, goleuadau, opteg ffibr, camerâu a seinyddion, a hyd yn oed offer milwrol, megis peiriannau jet, systemau canllaw taflegrau, lloerennau, a gwrth. - amddiffyn taflegryn.

Un o amcanion Cytundeb Hinsawdd Paris 2015 yw cyfyngu cynhesu byd-eang i lai na 2 ˚C, yn ddelfrydol 1.5 ˚C, lefelau cyn-ddiwydiannol. Mae hyn wedi cynyddu'r galw am ynni adnewyddadwy a cheir trydan, sydd hefyd yn ei gwneud yn ofynnol i REEs weithredu.

Yn 2010, cyhoeddodd Tsieina y byddai'n lleihau allforion REE i gyflawni ei gynnydd ei hun yn y galw, ond hefyd yn cynnal ei safle amlycaf ar gyfer cyflenwi offer uwch-dechnoleg i weddill y byd.

Mae Tsieina hefyd mewn sefyllfa economaidd gref i reoli'r cyflenwad o REEs sydd eu hangen ar gyfer ynni adnewyddadwy megis paneli solar, gwynt, a thyrbinau ynni'r llanw, yn ogystal â cherbydau trydan.

Prosiect Dal Elfennau Prin y Ddaear Gwrtaith Phosphogypsum

Mae ffosphogypsum yn sgil-gynnyrch gwrtaith ac mae'n cynnwys elfennau ymbelydrol sy'n digwydd yn naturiol fel wraniwm a thoriwm. Am y rheswm hwn, mae'n cael ei storio am gyfnod amhenodol, gyda risgiau cysylltiedig o lygru pridd, aer a dŵr.

Felly, mae ymchwilwyr ym Mhrifysgol Talaith Penn, wedi dyfeisio dull aml-gam gan ddefnyddio peptidau wedi'u peiriannu, llinynnau byr o asidau amino sy'n gallu adnabod a gwahanu REEs yn gywir gan ddefnyddio pilen a ddatblygwyd yn arbennig.

Gan fod dulliau gwahanu traddodiadol yn annigonol, nod y prosiect yw dyfeisio technegau, deunyddiau a phrosesau gwahanu newydd.

Arweinir y dyluniad gan fodelu cyfrifiannol, a ddatblygwyd gan Rachel Getman, prif ymchwilydd ac athro cyswllt peirianneg gemegol a biomoleciwlaidd yn Clemson, gyda’r ymchwilwyr Christine Duval a Julie Renner, yn datblygu’r moleciwlau a fydd yn glynu at REEs penodol.

Bydd Greenlee yn edrych ar sut maen nhw'n ymddwyn mewn dŵr a bydd yn asesu'r effaith amgylcheddol a photensial economaidd gwahanol o dan sefyllfaoedd dylunio a gweithredu amrywiol.

Mae’r athro peirianneg gemegol Lauren Greenlee, yn honni: “heddiw, amcangyfrifir bod 200,000 o dunelli o elfennau pridd prin wedi’u dal mewn gwastraff ffosphogypsum heb ei brosesu yn Florida yn unig.”

Mae'r tîm yn nodi bod adferiad traddodiadol yn gysylltiedig â rhwystrau amgylcheddol ac economaidd, lle maent yn cael eu hadfer ar hyn o bryd o ddeunyddiau cyfansawdd, sy'n gofyn am losgi tanwyddau ffosil ac sy'n llafurddwys.

Bydd y prosiect newydd yn canolbwyntio ar eu hadfer mewn ffordd gynaliadwy ac efallai y caiff ei gyflwyno ar raddfa fwy er budd amgylcheddol ac economaidd.

Os bydd y prosiect yn llwyddiannus, gallai hefyd leihau dibyniaeth UDA ar Tsieina i ddarparu elfennau daear prin.

Cyllid Prosiect y Sefydliad Gwyddoniaeth Cenedlaethol

Ariennir prosiect REE Penn State gan grant pedair blynedd o $571,658, cyfanswm o $1.7 miliwn, ac mae'n gydweithrediad â Phrifysgol Case Western Reserve a Phrifysgol Clemson.

Ffyrdd Amgen o Adfer Elfennau Prin y Ddaear

Mae adferiad RRE fel arfer yn cael ei wneud gan ddefnyddio gweithrediadau ar raddfa fach, yn aml trwy drwytholchi ac echdynnu toddyddion.

Er ei bod yn broses syml, mae trwytholchi yn gofyn am lawer iawn o adweithyddion cemegol peryglus, felly nid yw'n ddymunol yn fasnachol.

Mae echdynnu toddyddion yn dechneg effeithiol ond nid yw'n effeithlon iawn oherwydd ei fod yn llafurddwys ac yn cymryd llawer o amser.

Ffordd gyffredin arall i adennill REEs yw trwy agromining, a elwir hefyd yn e-fwyngloddio, sy'n cynnwys cludo gwastraff electronig, megis hen gyfrifiaduron, ffonau a theledu o wahanol wledydd i Tsieina ar gyfer echdynnu REE.

Yn ôl Rhaglen Amgylcheddol y Cenhedloedd Unedig, cynhyrchwyd dros 53 miliwn o dunelli o e-wastraff yn 2019, gyda thua $57 biliwn o ddeunyddiau crai yn cynnwys REEs a metelau.

Er ei fod yn aml yn cael ei grybwyll fel dull cynaliadwy o ailgylchu deunyddiau, nid heb ei set ei hun o broblemau y mae angen eu goresgyn o hyd.

Mae agrominio yn gofyn am lawer o le storio, planhigion ailgylchu, gwastraff tirlenwi ar ôl adferiad REE, ac mae'n cynnwys costau cludo, sy'n gofyn am losgi tanwydd ffosil.

Mae gan Brosiect Prifysgol Talaith Penn y potensial i oresgyn rhai o'r problemau sy'n gysylltiedig â dulliau adfer REE traddodiadol os gall fodloni ei amcanion amgylcheddol ac economaidd ei hun.

---

Amser post: Mar-03-2022