Allikas: Azo kaevandamineMillised on haruldased muid elemendid ja kus need on leitud?Haruldaste muldmetallide elemendid (REES) koosnevad 17 metallist elementi, mis koosnevad perioodilisel lauale 15 lantaniidist:LantaanTseeriumPraseodüümNeodüümPrometSamariumEuroopiumGadoliiniumTerbiumDüsprosiumHolmiumErbiumThuliumYtterbiumUtriumSkandiumYttriumEnamik neist ei ole nii haruldased, nagu grupi nimi soovitab, kuid neid nimetati 18. ja 19. sajandil, võrreldes teiste tavalisemate „maakera” elementidega, näiteks lubi ja magneesiumiga.Cerium on kõige tavalisem REE ja rikkalikum kui vask või plii.Kuid geoloogilises mõttes leitakse Rees kontsentreeritud hoiustes harva, kuna näiteks söeõmblused muudavad need kaevandamiseks majanduslikult keeruliseks.Selle asemel leidub neid neljas peamises aeg -ajalt kivimitüübis; karbonaadirikkadest magmadest, aluselistest tardkeetustest, ioon-absorptsiooni savist ladestustest ja monasiit-ktenotime-kandjate paigutajate ladestustest saadud karbonatiidid, mis on ebaharilikud tardkivimid.Hiina kaevandab 95% haruldaste muldmetallide elementidest, et rahuldada nõudlust kõrgtehnoloogia eluviisi ja taastuvenergia järeleAlates 1990. aastate lõpust on Hiina domineerinud REE tootmises, kasutades oma ioon-absorptsiooni savimaardlaid, mida tuntakse Lõuna-Hiina savistena.Hiina jaoks on ökonoomne teha, kuna savimaardlaid on lihtne kaevandada Reesi nõrkade hapete kasutamisest.Haruldaste muldmetallide elemente kasutatakse igasuguste kõrgtehnoloogiliste seadmete jaoks, sealhulgas arvutid, DVD-mängijad, mobiiltelefonid, valgustus, kiudoptika, kaamerad ja kõlarid ning isegi sõjaväevahendid, näiteks reaktiivmootorid, raketijuhtimissüsteemid, satelliidid ja realiseeritud kaitse.2015. aasta Pariisi kliimakokkuleppe eesmärk on piirata globaalset soojenemist kuni 2 ° C-ni, eelistatavalt 1,5 ° C-ni, tööstus-eelne tase. See on suurendanud nõudlust taastuvenergia ja elektriautode järele, mille käitamiseks on vaja ka Reesi.2010. aastal teatas Hiina, et vähendab REE eksporti, et täita oma nõudluse kasv, kuid säilitab ka oma domineeriva positsiooni kõrgtehnoloogiliste seadmete varustamiseks ülejäänud maailmale.Hiinas on ka tugev majanduslik positsioon, et kontrollida taastuvenergia jaoks vajalikke REE -sid, nagu päikesepaneelid, tuul ja loodete toiteturbiinid, aga ka elektrisõidukid.Fosfogypsum väetise haruldaste muldmetallide elementide jäädvustamise projektFosfogüüp on väetise kõrvalsaadus ja sisaldab looduslikult esinevaid radioaktiivseid elemente, näiteks uraan ja toorium. Sel põhjusel ladustatakse seda määramata ajaks, millega kaasnevad saastavad mulla, õhu ja veega seotud riskid.Seetõttu on Penn State University teadlased välja töötanud mitmeastmelise lähenemisviisi, kasutades konstrueeritud peptiide, aminohapete lühikesi stringe, mis suudavad spetsiaalselt välja töötatud membraani abil Reesi täpselt tuvastada ja eraldada.Kuna traditsioonilised eraldamismeetodid on ebapiisavad, on projekti eesmärk välja töötada uusi eraldamistehnikaid, materjale ja protsesse.Kujundust juhib arvutuslik modelleerimine, mille on välja töötanud Clemsoni peauurija ja keemiliste ja biomolekulaarsete inseneride peaprofessor ja dotsent Rachel Gettman, uurijad Christine Duval ja Julie Renner arendavad välja molekulid, mis lähevad konkreetsetele REES -ile.Greenlee uurib, kuidas nad vees käituvad, ning hindab keskkonnamõju ja erinevat majanduslikku potentsiaali muutuva disaini- ja tööolukordades.Keemiatehnika professor Lauren Greenlee väidab: "Täna on ainuüksi Floridas töötlemata fosfogüüpsijäätmetesse lõksus hinnanguliselt 200 000 tonni haruldaste muldmetallide elemente."Meeskond tuvastab, et traditsiooniline taastumine on seotud keskkonna- ja majanduslike tõketega, mille abil nad on praegu komposiitmaterjalidest taastatud, mis nõuavad fossiilkütuste põletamist ja on töömahukadUus projekt keskendub nende jätkusuutlikult taastamisele ja seda võib keskkonna- ja majanduslike kasude jaoks laiemalt kasutusele võtta.Kui projekt õnnestub, võib see haruldaste muldmetallide pakkumisel vähendada ka USA sõltuvust Hiinast.Riiklik Teadusfondi projekti rahastaminePenn State REE projekti rahastatakse nelja-aastase toetusega 571 658 dollarit, kogusummas 1,7 miljonit dollarit, ja see on koostöö Case Western Reserve University ja Clemsoni ülikooliga.Alternatiivsed viisid haruldaste muldmetallide elementide taastamiseksRRE taastumine viiakse tavaliselt läbi väikesemahuliste toimingute abil, tavaliselt leostumise ja lahusti ekstraheerimise teel.Ehkki lihtne protsess, nõuab leostumine suures koguses ohtlikke keemilisi reagente, seega on see ka kommertslikult.Lahusti kaevandamine on tõhus tehnika, kuid pole eriti tõhus, kuna see on töömahukas ja aeganõudev.Veel üks levinud viis REES-i taastamiseks on agromiinimise kaudu, mida tuntakse ka kui e-kaevandamist, mis hõlmab elektrooniliste jäätmete transporti, näiteks vanad arvutid, telefonid ja televisioon erinevatest riikidest Hiinasse REE kaevandamiseks.ÜRO keskkonnaprogrammi andmetel loodi 2019. aastal üle 53 miljoni tonni e-jäätmeid, umbes 57 miljardit dollarit toorainet sisaldasid REE-d ja metalle.Ehkki sageli nimetatakse neid jätkusuutlikuks materjalide ringlussevõtu meetodiks, pole see ilma oma probleemide komplektita, millest tuleb veel üle saada.Agromiin nõuab palju ladustamisruumi, ringlussevõtu tehaseid, prügilajäätmeid pärast REE taastumist ja hõlmab transpordikulusid, mis nõuavad fossiilkütuste põletamist.Penn State University projektil on potentsiaal ületada mõned traditsiooniliste REE taastamismeetoditega seotud probleemid, kui see suudab täita oma keskkonna- ja majanduslikke eesmärke.
