Հազվագյուտ երկրային տարրերի արդյունահանման ապագան կայուն կերպով
աղբյուր՝ AZO MiningՈրո՞նք են Երկրի հազվագյուտ տարրերը և որտեղ են դրանք հայտնաբերվել:Հազվագյուտ հողային տարրերը (REE) բաղկացած են 17 մետաղական տարրերից, որոնք կազմված են պարբերական աղյուսակի 15 լանթանիդներից.ԼանթանՑերիումՊրասեոդիմումՆեոդիմումՊրոմեթիումՍամարիումԵվրոպիումԳադոլինիումՏերբիումԴիսպրոզիումՀոլմիումԷրբիումԹուլիումԻտերբիումՈւտետիումՍկանդիումԻտրիումՆրանցից շատերը այնքան էլ հազվադեպ չեն, որքան ենթադրում է խմբի անվանումը, սակայն անվանվել են 18-րդ և 19-րդ դարերում՝ համեմատած այլ ավելի տարածված «երկրային» տարրերի հետ, ինչպիսիք են կրաքարը և մագնեզիան:Ցերիումը ամենատարածված REE-ն է և ավելի առատ, քան պղնձը կամ կապարը:Այնուամենայնիվ, երկրաբանական առումով, REEs հազվադեպ են հայտնաբերվել կենտրոնացված հանքավայրերում, քանի որ ածխի կարերը, օրինակ, տնտեսապես դժվարացնում են դրանց արդյունահանումը:Փոխարենը դրանք հանդիպում են չորս հիմնական անսովոր ժայռերի տեսակների մեջ. կարբոնատիտներ, որոնք արտասովոր հրաբխային ապարներ են, որոնք ստացվում են կարբոնատով հարուստ մագմայից, ալկալային մագմատիկ տեղակայումներից, իոնների կլանող կավի հանքավայրերից և մոնազիտ-քսենոտիմ կրող պաշարների հանքավայրերից։Չինաստանը արդյունահանում է հազվագյուտ երկրային տարրերի 95%-ը՝ բավարարելու բարձր տեխնոլոգիական ապրելակերպի և վերականգնվող էներգիայի պահանջարկը1990-ականների վերջից Չինաստանը գերիշխում է REE արտադրության մեջ՝ օգտագործելով իր սեփական իոնային կլանող կավի հանքավայրերը, որոնք հայտնի են որպես «Հարավային Չինաստանի կավեր»:Չինաստանի համար տնտեսապես դա անելը, քանի որ կավի հանքավայրերը հեշտ է թույլ թթուների օգտագործումից REE-ներ հանելը:Հազվագյուտ հողային տարրերն օգտագործվում են բոլոր տեսակի բարձր տեխնոլոգիական սարքավորումների համար, ներառյալ համակարգիչներ, DVD նվագարկիչներ, բջջային հեռախոսներ, լուսավորություն, օպտիկամանրաթելային սարքեր, տեսախցիկներ և բարձրախոսներ, և նույնիսկ ռազմական տեխնիկա, ինչպիսիք են ռեակտիվ շարժիչները, հրթիռների ուղղորդման համակարգերը, արբանյակները և հակահրթիռային համակարգերը: - հակահրթիռային պաշտպանություն.2015 թվականի Փարիզի կլիմայի համաձայնագրի նպատակն է սահմանափակել գլոբալ տաքացումը մինչև 2˚C, գերադասելի 1,5˚C, նախաարդյունաբերական մակարդակներում: Սա մեծացրել է վերականգնվող էներգիայի և էլեկտրամոբիլների պահանջարկը, որոնց շահագործման համար անհրաժեշտ են նաև ՌԷԱ-ներ:2010 թվականին Չինաստանը հայտարարեց, որ կնվազեցնի REE արտահանումը պահանջարկի սեփական աճը ապահովելու համար, բայց նաև կպահպանի իր գերիշխող դիրքը մնացած աշխարհին բարձր տեխնոլոգիական սարքավորումներ մատակարարելու համար:Չինաստանը նաև ամուր տնտեսական դիրքում է վերահսկելու վերականգնվող էներգիայի համար անհրաժեշտ REE-ների մատակարարումը, ինչպիսիք են արևային մարտկոցները, քամին և մակընթացային էներգիայի տուրբինները, ինչպես նաև էլեկտրական մեքենաները:Phosphogypsum Fertilizer Rare Earth Elements Capture ProjectՖոսֆոգիպսը պարարտանյութի կողմնակի արտադրանք է և պարունակում է բնական ռադիոակտիվ տարրեր, ինչպիսիք են ուրանը և թորիումը: Այդ պատճառով այն պահվում է անժամկետ՝ հողի, օդի և ջրի աղտոտման հետ կապված ռիսկերով:Հետևաբար, Փեն նահանգի համալսարանի հետազոտողները մշակել են բազմաստիճան մոտեցում՝ օգտագործելով մշակված պեպտիդներ, ամինաթթուների կարճ շղթաներ, որոնք կարող են ճշգրիտ նույնականացնել և առանձնացնել REE-ները՝ օգտագործելով հատուկ մշակված թաղանթ:Քանի որ բաժանման ավանդական մեթոդները անբավարար են, ծրագիրը նպատակ ունի մշակել տարանջատման նոր տեխնիկա, նյութեր և գործընթացներ:Դիզայնը գլխավորում է հաշվողական մոդելավորումը, որը մշակվել է Ռեյչել Գետմանի՝ Քլեմսոնի քիմիական և կենսամոլեկուլային ճարտարագիտության գլխավոր հետազոտող և դոցենտ Ռեյչել Գետմանի կողմից, հետաքննիչներ Քրիստին Դյուվալի և Ջուլի Ռենների հետ՝ մշակելով մոլեկուլներ, որոնք կկապվեն հատուկ REE-ների վրա:Գրինլին կանդրադառնա, թե ինչպես են նրանք վարվում ջրում և կգնահատի շրջակա միջավայրի վրա ազդեցությունը և տարբեր տնտեսական ներուժը փոփոխական նախագծման և շահագործման իրավիճակներում:Քիմիական ճարտարագիտության պրոֆեսոր Լորեն Գրինլին պնդում է, որ «այսօր մոտ 200,000 տոննա հազվագյուտ հողային տարրեր միայն Ֆլորիդայում թակարդված են ֆոսֆոգիպսի չմշակված թափոններում»։Թիմը նշում է, որ ավանդական վերականգնումը կապված է բնապահպանական և տնտեսական խոչընդոտների հետ, որոնց պատճառով դրանք ներկայումս վերականգնվում են կոմպոզիտային նյութերից, որոնք պահանջում են հանածո վառելիքի այրում և աշխատատար են։Նոր նախագիծը կենտրոնանալու է դրանք կայուն ճանապարհով վերականգնելու վրա և կարող է կիրառվել ավելի լայն մասշտաբով՝ բնապահպանական և տնտեսական օգուտների համար:Եթե նախագիծը հաջողվի, այն կարող է նաև նվազեցնել ԱՄՆ-ի կախվածությունը Չինաստանից՝ հազվագյուտ հողային տարրեր տրամադրելու համար։Ազգային գիտական հիմնադրամի ծրագրի ֆինանսավորումPenn State REE նախագիծը ֆինանսավորվում է 571,658 ԱՄՆ դոլարի չորս տարվա դրամաշնորհով, որը կազմում է 1,7 միլիոն դոլար, և հանդիսանում է Քեյս Վեսթերն Ռեզերվ համալսարանի և Քլեմսոն համալսարանի հետ համագործակցությունը:Երկրի հազվագյուտ տարրերը վերականգնելու այլընտրանքային ուղիներRRE-ի վերականգնումը սովորաբար իրականացվում է փոքրածավալ գործողությունների միջոցով, սովորաբար տարրալվացման և լուծիչի արդյունահանման միջոցով:Թեև տարրալվացումը պարզ գործընթաց է, սակայն պահանջվում է մեծ քանակությամբ վտանգավոր քիմիական ռեագենտներ, ուստի այն անցանկալի է առևտրային առումով:Լուծիչներով արդյունահանումը արդյունավետ տեխնիկա է, բայց այնքան էլ արդյունավետ չէ, քանի որ այն աշխատատար է և ժամանակատար:REE-ների վերականգնման մեկ այլ սովորական եղանակ է ագրոմինինգը, որը նաև հայտնի է որպես էլեկտրոնային հանքարդյունաբերություն, որը ներառում է էլեկտրոնային թափոնների, օրինակ՝ հին համակարգիչների, հեռախոսների և հեռուստացույցի տեղափոխումը տարբեր երկրներից Չինաստան REE արդյունահանման համար:ՄԱԿ-ի շրջակա միջավայրի ծրագրի համաձայն՝ 2019 թվականին ստեղծվել է ավելի քան 53 միլիոն տոննա էլեկտրոնային թափոն՝ շուրջ 57 միլիարդ դոլարի հումքով, որոնք պարունակում են REEs և մետաղներ:Թեև հաճախ օգտագործվում է որպես նյութերի վերամշակման կայուն մեթոդ, այն առանց խնդիրների, որոնք դեռ պետք է հաղթահարվեն:Ագրոարդյունաբերությունը պահանջում է շատ պահեստային տարածք, վերամշակման կայաններ, աղբավայրերի թափոններ REE-ի վերականգնումից հետո և ներառում է տրանսպորտային ծախսեր, որոնք պահանջում են հանածո վառելիքի այրում:Penn State University Project-ը ներուժ ունի հաղթահարելու REE վերականգնման ավանդական մեթոդների հետ կապված որոշ խնդիրներ, եթե այն կարողանա բավարարել իր սեփական բնապահպանական և տնտեսական նպատակները:
