Ffynhonnell: Azo Mining

Beth yw elfennau prin y Ddaear a ble maen nhw i'w cael?

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

Lanthanwm

Ngheriwm

Praseodymiwm

Neodymiwm

Promethium

Samariwm

Europiwm

Gadolinium

Terbiwm

Dysprosiwm

Holmiwm

Erbiwm

Thuliwm

Ytterbium

Utetium

Sgandiwm

Yttrium

Nid yw'r mwyafrif ohonynt mor brin ag y mae enw'r grŵp yn awgrymu ond fe'u henwyd yn y 18fed a'r 19eg ganrif, o gymharu ag elfennau 'daear' mwy cyffredin eraill fel calch a magnesia.

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

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

Fe'u ceir yn lle hynny mewn pedwar prif fath o graig anghyffredin; carbonatitau, sy'n greigiau igneaidd anarferol sy'n deillio o fagmâu llawn carbonad, lleoliadau igneaidd alcalïaidd, dyddodion clai amsugno ïon, a dyddodion lleoedd cludwr monazite-xenotime-gludwr.

Mwyngloddiau Tsieina 95% o elfennau prin y Ddaear i fodloni'r galw am ffyrdd o fyw uwch-dechnoleg ac ynni adnewyddadwy

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

Mae'n economaidd i China ei wneud oherwydd bod y dyddodion clai yn syml i echdynnu Rees rhag defnyddio 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 siaradwyr, a hyd yn oed offer milwrol, megis peiriannau jet, systemau canllawiau taflegrau, lloerennau, ac amddiffyn gwrth-dissile.

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

Yn 2010, cyhoeddodd China y byddai'n lleihau allforion REE i gyflawni ei chynnydd 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 egni adnewyddadwy fel paneli solar, gwynt a thyrbinau pŵer llanw, yn ogystal â cherbydau trydan.

Gwrtaith ffosffogypswm elfennau daear prin yn dal prosiect

Mae ffosffogypswm yn sgil-gynnyrch gwrtaith ac mae'n cynnwys elfennau ymbelydrol sy'n digwydd yn naturiol fel wraniwm a thorium. 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 Penn State, wedi dyfeisio dull aml -haen gan ddefnyddio peptidau peirianyddol, llinynnau byr o asidau amino a all nodi a gwahanu Rees yn gywir gan ddefnyddio pilen a ddatblygwyd yn arbennig.

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

Arweinir y dyluniad gan fodelu cyfrifiadol, a ddatblygwyd gan Rachel Getman, prif ymchwilydd ac athro cyswllt peirianneg gemegol a biomoleciwlaidd yn Clemson, gyda'r ymchwilwyr Christine Duval a Julie Renner, gan ddatblygu'r moleciwlau a fydd yn clicio i Rees penodol.

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

Mae’r Athro Peirianneg Cemegol Lauren Greenlee, yn honni: “Heddiw, amcangyfrifir bod 200,000 tunnell o elfennau daear prin yn cael eu trapio mewn gwastraff ffosffogypswm heb ei brosesu yn Florida yn unig.”

Mae'r tîm yn nodi bod adferiad traddodiadol yn gysylltiedig â rhwystrau amgylcheddol ac economaidd, lle cânt eu hadfer ar hyn o bryd o ddeunyddiau cyfansawdd, sy'n gofyn am losgi tanwydd ffosil ac sy'n llafur-ddwys

Bydd y prosiect newydd yn canolbwyntio ar eu hadennill mewn ffordd gynaliadwy a gellir ei gyflwyno ar raddfa fwy ar gyfer buddion amgylcheddol ac economaidd.

Os yw'r prosiect yn llwyddiannus, gallai hefyd leihau dibyniaeth UDA ar China am ddarparu elfennau daear prin.

Cyllid Prosiect Sefydliad Gwyddoniaeth Cenedlaethol

Ariennir prosiect Penn State REE 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 daear prin

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

Er ei bod yn broses syml, mae trwytholch yn gofyn am lawer iawn o adweithyddion cemegol peryglus, felly mae'n annymunol yn fasnachol.

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

Ffordd gyffredin arall i Rees gael ei adfer yw trwy amaethu, a elwir hefyd yn e-fwyngloddio, sy'n cynnwys cludo gwastraff electronig, fel hen gyfrifiaduron, ffonau, a theledu o wahanol wledydd i China i echdynnu REE.

Yn ôl rhaglen amgylchedd 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 gyffwrdd fel dull cynaliadwy o ailgylchu deunyddiau, nid yw heb ei set ei hun o broblemau y mae angen eu goresgyn o hyd.

Mae angen llawer o le storio, planhigion ailgylchu, gwastraff tirlenwi ar ôl adfer REE, ac mae'n cynnwys costau cludo, sy'n gofyn am losgi tanwydd ffosil.

Mae gan Brosiect Prifysgol Penn State 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: Mawrth-03-2022