מקור: AZO Miningמהם יסודות כדור הארץ נדירים והיכן הם נמצאים?יסודות אדמה נדירים (REE) כוללים 17 יסודות מתכתיים, המורכבים מ-15 לנתאנידים בטבלה המחזורית:לנתנוםסריוםפרזודימיוםניאודימיוםפרומתיוםסמריוםאירופהגדוליניוםטרביוםדיספרוזיוםהולמיוםארביוםתוליוםאיטרביוםאוטטיוםסקנדיוםאיטריוםרובם אינם נדירים כפי שמרמז שם הקבוצה, אך נקראו במאות ה-18 וה-19, בהשוואה ליסודות 'אדמה' נפוצים יותר כמו סיד ומגנזיה.סריום הוא ה-REE הנפוץ ביותר ושופע יותר מנחושת או עופרת.עם זאת, במונחים גיאולוגיים, REEs נמצאים רק לעתים רחוקות במרבצים מרוכזים שכן תפרי פחם, למשל, מקשים עליהם מבחינה כלכלית לכרייה.במקום זאת הם נמצאים בארבעה סוגי סלע לא שכיחים עיקריים; קרבונטיטים, שהם סלעי חום יוצאי דופן שמקורם במאגמות עשירות בקרבונט, הגדרות חמצניות אלקליות, מרבצי חימר ספיגת יונים ומרבצי מניחים של מונאזיט-קסנו-זמן.סין כורה 95% ממרכיבי כדור הארץ הנדירים כדי לספק את הביקוש לאורח חיים היי-טק ואנרגיה מתחדשתמאז שנות ה-90 המאוחרות, סין שלטה בייצור REE, תוך ניצול מרבצי חימר ספיגת יונים משלה, הידועים בשם 'חימר דרום סין'.זה חסכוני עבור סין לעשות כי מרבצי החימר קל להפיק REEs משימוש בחומצות חלשות.אלמנטים נדירים של כדור הארץ משמשים עבור כל מיני ציוד היי-טק, כולל מחשבים, נגני DVD, טלפונים סלולריים, תאורה, סיבים אופטיים, מצלמות ורמקולים, ואפילו ציוד צבאי, כגון מנועי סילון, מערכות הנחיית טילים, לוויינים ואנטי. -הגנה מפני טילים.המטרה של הסכם האקלים של פריז לשנת 2015 היא להגביל את ההתחממות הגלובלית מתחת ל-2 מעלות צלזיוס, רצוי 1.5 מעלות צלזיוס, לרמות טרום-תעשייתיות. זה הגדיל את הביקוש לאנרגיה מתחדשת ולמכוניות חשמליות, אשר דורשות גם REEs לפעול.בשנת 2010, סין הודיעה שהיא תצמצם את יצוא REE כדי לספק את העלייה בביקוש שלה, אך גם לשמור על מעמדה הדומיננטי באספקת ציוד היי-טק לשאר העולם.סין נמצאת גם בעמדה כלכלית חזקה לשלוט באספקת ה-REE הדרושים לאנרגיות מתחדשות כגון פאנלים סולאריים, טורבינות כוח רוח וגאות, כמו גם כלי רכב חשמליים.פרויקט לכידת אלמנטים נדירים של דשן זרחןזרחן גבס הוא תוצר לוואי של דשן ומכיל יסודות רדיואקטיביים טבעיים כמו אורניום ותוריום. מסיבה זו, הוא מאוחסן ללא הגבלת זמן, עם סיכונים נלווים של זיהום קרקע, אוויר ומים.לכן, חוקרים מאוניברסיטת פן סטייט, המציאו גישה רב-שלבית באמצעות פפטידים מהונדסים, מחרוזות קצרות של חומצות אמינו שיכולות לזהות במדויק ולהפריד REEs באמצעות ממברנה שפותחה במיוחד.מכיוון ששיטות ההפרדה המסורתיות אינן מספיקות, מטרת הפרויקט היא לתכנן טכניקות, חומרים ותהליכים חדשים של הפרדה.התכנון מובל על ידי מודלים חישוביים, שפותחה על ידי רייצ'ל גטמן, חוקרת ראשית ופרופסור חבר להנדסה כימית וביו-מולקולרית בקלמסון, עם החוקרים כריסטין דובל וג'ולי רנר, המפתחות את המולקולות שייצמדו ל-REEs ספציפיים.גרינלי יבחן כיצד הם מתנהגים במים ותעריך את ההשפעה הסביבתית ואת הפוטנציאלים הכלכליים השונים תחת מצבי עיצוב והפעלה משתנים.פרופסור להנדסה כימית לורן גרינלי טוענת כי: "כיום, מוערך בכ-200,000 טון של יסודות אדמה נדירים לכודים בפסולת זרחן לא מעובדת בפלורידה לבדה".הצוות מזהה שההתאוששות המסורתית קשורה למחסומים סביבתיים וכלכליים, לפיהם הם מוחזרים כיום מחומרים מרוכבים, הדורשים שריפת דלקים מאובנים ודורשים עבודה.הפרויקט החדש יתמקד בהשבתם באופן בר קיימא ועשוי להתגלגל בקנה מידה גדול יותר עבור יתרונות סביבתיים וכלכליים.אם הפרויקט יצליח, זה יכול גם להפחית את התלות של ארה"ב בסין לאספקת יסודות אדמה נדירים.מימון פרויקט הקרן הלאומית למדעפרויקט REE של פן סטייט ממומן על ידי מענק לארבע שנים בסך 571,658 דולר, בהיקף כולל של 1.7 מיליון דולר, והוא שיתוף פעולה עם אוניברסיטת קייס ווסטרן רזרב ואוניברסיטת קלמסון.דרכים חלופיות לשחזור אלמנטים נדירים של כדור הארץשחזור RRE מתבצע בדרך כלל באמצעות פעולות בקנה מידה קטן, בדרך כלל על ידי שטיפה ומיצוי ממסים.למרות תהליך פשוט, שטיפה דורשת כמות גבוהה של ריאגנטים כימיים מסוכנים, ולכן היא לא רצויה מבחינה מסחרית.מיצוי ממס היא טכניקה יעילה אך אינה יעילה במיוחד מכיוון שהיא דורשת עבודה וזמן רב.דרך נפוצה נוספת לשחזור REEs היא באמצעות חקלאות, הידועה גם בשם e-mining, הכוללת שינוע של פסולת אלקטרונית, כגון מחשבים ישנים, טלפונים וטלוויזיה ממדינות שונות לסין לצורך מיצוי REE.על פי תוכנית הסביבה של האו"ם, למעלה מ-53 מיליון טונות של פסולת אלקטרונית נוצרו בשנת 2019, עם כ-57 מיליארד דולר חומרי גלם המכילים REEs ומתכות.למרות שלעתים קרובות מיוחסת כשיטה בת קיימא למיחזור חומרים, היא לא חפה מסדרה משלה של בעיות שעדיין צריך להתגבר עליהן.חקלאות דורשת שטחי אחסון רבים, מפעלי מיחזור, פסולת הטמנה לאחר שחזור REE, וכרוכה בעלויות הובלה, הדורשות שריפת דלקים מאובנים.לפרויקט אוניברסיטת פן סטייט יש פוטנציאל להתגבר על חלק מהבעיות הקשורות לשיטות שחזור REE המסורתיות אם הוא יכול לעמוד ביעדים הסביבתיים והכלכליים שלו.
