იშვიათი დედამიწის ელემენტების მდგრადი მოპოვების მომავალი
წყარო: AZO Miningრა არის იშვიათი დედამიწის ელემენტები და სად გვხვდება ისინი?იშვიათი დედამიწის ელემენტები (REE) მოიცავს 17 მეტალის ელემენტს, რომლებიც შედგება 15 ლანთანიდისგან პერიოდულ სისტემაში:ლანთანუმიცერიუმიპრასეოდიმინეოდიმიპრომეთიუმისამარიუმიევროპიუმიგადოლინიუმიტერბიუმიდისპროზიუმიჰოლმიუმიერბიუმითულიუმიიტერბიუმიუტეტიუმისკანდიუმიიტრიუმიმათი უმეტესობა არც ისე იშვიათია, როგორც ჯგუფის სახელი გვთავაზობს, მაგრამ დასახელებულია მე-18 და მე-19 საუკუნეებში, სხვა უფრო გავრცელებულ „დედამიწის“ ელემენტებთან შედარებით, როგორიცაა ცაცხვი და მაგნეზია.ცერიუმი არის ყველაზე გავრცელებული REE და უფრო უხვი ვიდრე სპილენძი ან ტყვია.თუმცა, გეოლოგიური თვალსაზრისით, REE-ები იშვიათად გვხვდება კონცენტრირებულ საბადოებში, რადგან ქვანახშირის ნაკერები, მაგალითად, ეკონომიკურად ართულებს მათ მოპოვებას.ისინი სამაგიეროდ გვხვდება ოთხ ძირითად არაჩვეულებრივ კლდეში; კარბონატიტები, რომლებიც წარმოადგენენ უჩვეულო ცეცხლოვან ქანებს, რომლებიც წარმოიქმნება კარბონატებით მდიდარი მაგმებისგან, ტუტე ცეცხლმოკიდებული პარამეტრებიდან, იონ-აბსორბციული თიხის საბადოებიდან და მონაზიტ-ქსენოტიმის შემცველი პლაცერების საბადოებიდან.ჩინეთი მოიპოვებს იშვიათი დედამიწის ელემენტების 95%-ს მაღალტექნოლოგიურ ცხოვრების წესზე და განახლებად ენერგიაზე მოთხოვნის დასაკმაყოფილებლად1990-იანი წლების ბოლოდან ჩინეთი დომინირებს REE წარმოებაში, იყენებს საკუთარ იონ-შთანთქმის თიხის საბადოებს, რომლებიც ცნობილია როგორც "სამხრეთ ჩინეთის თიხები".ჩინეთისთვის ეკონომიურია ამის გაკეთება, რადგან თიხის საბადოები მარტივია სუსტი მჟავების გამოყენებით REE-ების ამოღება.იშვიათი დედამიწის ელემენტები გამოიყენება ყველა სახის მაღალტექნოლოგიური აღჭურვილობისთვის, მათ შორის კომპიუტერებისთვის, DVD ფლეერებისთვის, მობილური ტელეფონებისთვის, განათებისთვის, ოპტიკის ბოჭკოებისთვის, კამერებისთვის და დინამიკებისთვის და სამხედრო აღჭურვილობისთვისაც კი, როგორიცაა რეაქტიული ძრავები, რაკეტების მართვის სისტემები, თანამგზავრები და ანტი. - სარაკეტო თავდაცვა.2015 წლის პარიზის კლიმატის შეთანხმების მიზანია გლობალური დათბობის შეზღუდვა 2˚C–მდე, სასურველია 1,5˚C–მდე, პრეინდუსტრიულ დონემდე. ამან გაზარდა მოთხოვნა განახლებად ენერგიაზე და ელექტრო მანქანებზე, რომლებიც ასევე საჭიროებენ REE-ებს ფუნქციონირებისთვის.2010 წელს ჩინეთმა გამოაცხადა, რომ შეამცირებს REE-ს ექსპორტს, რათა შეასრულოს მოთხოვნის საკუთარი ზრდა, მაგრამ ასევე შეინარჩუნოს დომინანტური პოზიცია დანარჩენ მსოფლიოში მაღალტექნოლოგიური აღჭურვილობის მიწოდებაში.ჩინეთი ასევე ძლიერ ეკონომიკურ მდგომარეობაშია, რათა აკონტროლოს განახლებადი ენერგიებისთვის საჭირო REE-ების მიწოდება, როგორიცაა მზის პანელები, ქარი და მოქცევის ტურბინები, ასევე ელექტრო მანქანები.Phosphogypsum Fertilizer Rare Earth Elements Capture Projectფოსფოგიფსი არის სასუქის გვერდითი პროდუქტი და შეიცავს ბუნებრივ რადიოაქტიურ ელემენტებს, როგორიცაა ურანი და თორიუმი. ამ მიზეზით, იგი ინახება განუსაზღვრელი ვადით, ნიადაგის, ჰაერისა და წყლის დაბინძურების რისკებთან ერთად.მაშასადამე, პენის სახელმწიფო უნივერსიტეტის მკვლევარებმა შეიმუშავეს მრავალსაფეხურიანი მიდგომა ინჟინერირებული პეპტიდების, ამინომჟავების მოკლე სტრიქონების გამოყენებით, რომლებსაც შეუძლიათ ზუსტად განსაზღვრონ და განაცალკევონ REE-ები სპეციალურად შემუშავებული მემბრანის გამოყენებით.იმის გამო, რომ ტრადიციული გამოყოფის მეთოდები არასაკმარისია, პროექტი მიზნად ისახავს ახალი გამოყოფის ტექნიკის, მასალების და პროცესების შემუშავებას.დიზაინს ხელმძღვანელობს გამოთვლითი მოდელირება, შემუშავებული რეიჩელ გეტმანის მიერ, მთავარი მკვლევარი და ასოცირებული პროფესორი ქიმიური და ბიომოლეკულური ინჟინერიის Clemson-ში.გრინლი შეისწავლის როგორ იქცევიან ისინი წყალში და შეაფასებს გარემოზე ზემოქმედებას და სხვადასხვა ეკონომიკურ პოტენციალს ცვლადი დიზაინისა და ექსპლუატაციის სიტუაციებში.ქიმიური ინჟინერიის პროფესორი ლორენ გრინლი ამტკიცებს, რომ: „დღეს დაახლოებით 200 000 ტონა იშვიათი დედამიწის ელემენტებია ჩარჩენილი მხოლოდ ფლორიდაში გადაუმუშავებელ ფოსფოგიფსუმის ნარჩენებში“.გუნდი ადგენს, რომ ტრადიციული აღდგენა დაკავშირებულია გარემოსდაცვით და ეკონომიკურ ბარიერებთან, რის გამოც ისინი ამჟამად ამოღებულია კომპოზიტური მასალებისგან, რომლებიც საჭიროებენ წიაღისეული საწვავის წვას და შრომატევადია.ახალი პროექტი ფოკუსირებული იქნება მათი მდგრადი გზით აღდგენაზე და შესაძლოა უფრო ფართო მასშტაბით განხორციელდეს გარემოსდაცვითი და ეკონომიკური სარგებლისთვის.თუ პროექტი წარმატებული იქნება, მას ასევე შეუძლია შეამციროს აშშ-ის დამოკიდებულება ჩინეთზე იშვიათი დედამიწის ელემენტების მიწოდებაში.ეროვნული სამეცნიერო ფონდის პროექტის დაფინანსებაPenn State REE პროექტი ფინანსდება ოთხწლიანი გრანტით 571,658 აშშ დოლარით, საერთო ჯამში 1,7 მილიონი აშშ დოლარი და არის კეის ვესტერნის რეზერვის უნივერსიტეტთან და კლემსონის უნივერსიტეტთან თანამშრომლობა.იშვიათი დედამიწის ელემენტების აღდგენის ალტერნატიული გზებიRRE-ს აღდგენა, როგორც წესი, ხორციელდება მცირე მასშტაბის ოპერაციების გამოყენებით, ჩვეულებრივ, გაჟონვისა და გამხსნელის მოპოვებით.მიუხედავად იმისა, რომ მარტივი პროცესია, გაჟონვა მოითხოვს საშიში ქიმიური რეაგენტების დიდ რაოდენობას, ამიტომ კომერციულად არასასურველია.გამხსნელი მოპოვება ეფექტური ტექნიკაა, მაგრამ არ არის ძალიან ეფექტური, რადგან შრომატევადი და შრომატევადი.REE-ების აღდგენის კიდევ ერთი გავრცელებული გზაა აგრომინინგი, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც ელექტრონული მაინინგი, რომელიც გულისხმობს ელექტრონული ნარჩენების ტრანსპორტირებას, როგორიცაა ძველი კომპიუტერები, ტელეფონები და ტელევიზია სხვადასხვა ქვეყნიდან ჩინეთში REE-ს მოპოვებისთვის.გაეროს გარემოსდაცვითი პროგრამის თანახმად, 2019 წელს წარმოიქმნა 53 მილიონ ტონაზე მეტი ელექტრონული ნარჩენი, დაახლოებით 57 მილიარდი დოლარის ნედლეულით, რომელიც შეიცავს REE-ს და ლითონებს.მიუხედავად იმისა, რომ ხშირად გამოიყენება, როგორც მასალების გადამუშავების მდგრადი მეთოდი, ის არ არის საკუთარი პრობლემების გარეშე, რომლებიც ჯერ კიდევ საჭიროებს დაძლევას.აგრომშენებლობა მოითხოვს უამრავ შესანახ ადგილს, გადამუშავების ქარხნებს, ნაგავსაყრელზე ნარჩენებს REE-ს აღდგენის შემდეგ და მოიცავს ტრანსპორტირების ხარჯებს, რაც მოითხოვს წიაღისეული საწვავის დაწვას.პენის სახელმწიფო უნივერსიტეტის პროექტს აქვს პოტენციალი გადალახოს ზოგიერთი პრობლემა, რომელიც დაკავშირებულია REE აღდგენის ტრადიციულ მეთოდებთან, თუ მას შეუძლია დააკმაყოფილოს საკუთარი გარემოსდაცვითი და ეკონომიკური მიზნები.
