Heimild: AZO Mining

Hvað eru sjaldgæf jörð frumefni og hvar finnast þau?

Sjaldgæf jörð frumefni (REEs) samanstanda af 17 málmþáttum, samsett úr 15 lantaníðum á lotukerfinu:

Lantan

Seríum

Praseodymium

Neodymium

Prómetíum

Samarium

Evrópu

Gadolinium

Terbium

Dysprosium

Hólmium

Erbium

Thulium

Ytterbíum

Utetium

Skandíum

Yttrium

Flest þeirra eru ekki eins sjaldgæf og hópnafnið gefur til kynna en voru nefnd á 18. og 19. öld, í samanburði við önnur algengari 'jörð' frumefni eins og kalk og magnesíu.

Cerium er algengasta REE og algengara en kopar eða blý.

Hins vegar, í jarðfræðilegu tilliti, finnast REEs sjaldan í þéttum útfellum þar sem kolalag, til dæmis, gerir það efnahagslega erfitt að ná þeim.

Þeir finnast þess í stað í fjórum helstu sjaldgæfum bergtegundum; karbónatít, sem eru óvenjulegt gjóskuberg sem er unnin úr karbónatríkri kviku, basískum gjóskustillingum, jónagleypnu leirútfellingum og mónasít-xenótíma-berandi útfellingum.

Kína vinnur 95% sjaldgæfra jarðefna til að fullnægja eftirspurn eftir hátæknilífsstíl og endurnýjanlegri orku

Frá því seint á tíunda áratugnum hefur Kína verið yfirgnæfandi í framleiðslu á REE með því að nýta sína eigin jónupptöku leirútfellingar, þekktar sem „Suður-Kína leir“.

Það er hagkvæmt fyrir Kína að gera vegna þess að leirútfellingarnar eru einfaldar að vinna REE með því að nota veikar sýrur.

Sjaldgæf jarðefni eru notuð fyrir alls kyns hátæknibúnað, þar á meðal tölvur, DVD spilara, farsíma, lýsingu, ljósleiðara, myndavélar og hátalara, og jafnvel herbúnað, svo sem þotuhreyfla, flugskeytakerfi, gervihnetti og vörn. -eldflaugavörn.

Markmið Parísarsamkomulagsins 2015 er að takmarka hlýnun jarðar við undir 2 ˚C, helst 1,5 ˚C, fyrir iðnbyltingu. Þetta hefur aukið eftirspurn eftir endurnýjanlegri orku og rafbílum, sem einnig krefjast REEs til að starfa.

Árið 2010 tilkynnti Kína að það myndi draga úr útflutningi REE til að mæta eigin aukningu í eftirspurn, en einnig halda yfirburðastöðu sinni til að útvega hátæknibúnað til umheimsins.

Kína er einnig í sterkri efnahagslegri stöðu til að stjórna framboði á REE sem þarf til endurnýjanlegrar orku eins og sólarrafhlöður, vind- og sjávarfallaorkuhverfla, svo og rafknúin farartæki.

Fosfógips áburður Handtaka verkefni sjaldgæfra jarðar þátta

Fosfógips er aukaafurð áburðar og inniheldur náttúrulega geislavirka þætti eins og úran og tórium. Af þessum sökum er það geymt um óákveðinn tíma, með tilheyrandi hættu á að menga jarðveg, loft og vatn.

Þess vegna hafa vísindamenn við Penn State háskólann þróað fjölþrepa nálgun með því að nota hannað peptíð, stutta strengi af amínósýrum sem geta nákvæmlega auðkennt og aðskilið REEs með því að nota sérhannaða himnu.

Þar sem hefðbundnar aðskilnaðaraðferðir eru ófullnægjandi miðar verkefnið að því að móta nýja aðskilnaðartækni, efni og ferla.

Hönnunin er leidd af reiknilíkönum, þróuð af Rachel Getman, aðalrannsakanda og dósent í efna- og lífsameindaverkfræði við Clemson, ásamt rannsakendum Christine Duval og Julie Renner, sem þróa sameindirnar sem munu festast við sérstakar REEs.

Greenlee mun skoða hvernig þeir hegða sér í vatni og meta umhverfisáhrif og mismunandi efnahagslega möguleika við breytilegar hönnunar- og rekstraraðstæður.

Lauren Greenlee, prófessor í efnaverkfræði, fullyrðir að: „í dag eru áætluð 200.000 tonn af sjaldgæfum jarðefnum föst í óunnnum fosfógipsúrgangi í Flórída einum.

Hópurinn greinir að hefðbundin endurheimt tengist umhverfis- og efnahagslegum hindrunum, þar sem þær eru nú endurheimtar úr samsettum efnum, sem krefjast brennslu jarðefnaeldsneytis og er vinnufrek.

Nýja verkefnið mun einbeita sér að því að endurheimta þau á sjálfbæran hátt og gæti verið hrundið af stað í stærri skala í þágu umhverfis- og efnahagslegs ávinnings.

Ef verkefnið gengur vel gæti það einnig dregið úr ósjálfstæði Bandaríkjanna á Kína til að útvega sjaldgæfa jörð frumefni.

Verkefnafjármögnun National Science Foundation

Penn State REE verkefnið er fjármagnað með fjögurra ára styrk upp á $571,658, samtals $1,7 milljónir, og er samstarf við Case Western Reserve University og Clemson University.

Aðrar leiðir til að endurheimta sjaldgæf jörð frumefni

RRE endurheimt fer venjulega fram með litlum aðgerðum, venjulega með útskolun og útdrætti leysis.

Þó að það sé einfalt ferli krefst útskolun mikið magn af hættulegum efnahvarfefnum, svo það er óæskilegt í atvinnuskyni.

Leysiútdráttur er áhrifarík tækni en er ekki mjög skilvirk vegna þess að það er vinnufrekt og tímafrekt.

Önnur algeng leið til að endurheimta REEs er með landbúnaðarvinnslu, einnig þekkt sem rafræn úrgangur, sem felur í sér flutning á rafeindaúrgangi, svo sem gömlum tölvum, símum og sjónvarpi frá ýmsum löndum til Kína til að vinna REE.

Samkvæmt Umhverfisáætlun Sameinuðu þjóðanna urðu til yfir 53 milljónir tonna af rafrænum úrgangi árið 2019, með um 57 milljörðum dollara hráefnis sem innihélt REE og málma.

Þó að oft sé talað um að hún sé sjálfbær aðferð til að endurvinna efni, þá er hún ekki án eigin vandamála sem enn þarf að sigrast á.

Landbúnaðarvinnsla krefst mikils geymslupláss, endurvinnslustöðva, urðunarúrgangs eftir endurheimt REE og hefur í för með sér flutningskostnað, sem krefst brennslu jarðefnaeldsneytis.

Penn State University Project hefur möguleika á að sigrast á sumum vandamálum sem tengjast hefðbundnum REE endurheimtaraðferðum ef það getur uppfyllt eigin umhverfis- og efnahagsleg markmið.

---

Pósttími: Mar-03-2022