Сейрек кездешүүчү жер элементтерин туруктуу казып алуунун келечеги
булагы: AZO MiningСейрек кездешүүчү Жер элементтери деген эмне жана алар кайдан табылат?Сейрек кездешүүчү элементтер (РЭ) мезгилдик таблицада 15 лантаниддерден турган 17 металлдык элементтерди камтыйт:ЛантанCeriumPraseodymiumНеодимПрометийСамарийEuropiumГадолинийTerbiumДиспрозияHolmiumЭрбиумТулийYtterbiumУтетийСкандийИтрийАлардын көбү топтун аты айтып тургандай сейрек эмес, бирок акиташ жана магнезия сыяктуу башка кеңири таралган "жер" элементтерине салыштырмалуу 18-19-кылымдарда аталган.Церий эң кеңири таралган РЭБ жана жезге же коргошунга караганда көбүрөөк.Бирок, геологиялык жактан алганда, РЭС концентраттуу кендерде сейрек кездешет, анткени, мисалы, көмүр катмарлары аларды казып алууну экономикалык жактан кыйындатат.Алар анын ордуна төрт негизги сейрек кездешүүчү тектердин түрлөрүн кездешет; карбонатиттер, алар карбонатка бай магмалардан, щелочтуу магмалык түзүлүштөрдөн, ионду жутуучу чопо кендеринен жана монацит-ксенотим алып жүрүүчү кендер кендеринен алынган адаттан тыш магмалык тектер.Кытай жогорку технологиялык жашоо образына жана кайра жаралуучу энергияга болгон суроо-талапты канааттандыруу үчүн сейрек кездешүүчү жер элементтеринин 95%ын казып алды1990-жылдардын аяк ченинен бери Кытай «Түштүк Кытай чополору» деп аталган өзүнүн ионду жутуучу чопо кендерин колдонуп, РЭБ өндүрүшүндө үстөмдүк кылып келет.Бул Кытай үчүн экономикалык жактан үнөмдүү, анткени чопо кендери алсыз кислоталарды колдонуудан РЭБди алуу оңой.Сейрек кездешүүчү элементтер компьютерлер, DVD ойноткучтар, уюлдук телефондор, жарыктандыруу, була-оптика, камералар жана динамиктер, жада калса реактивдүү кыймылдаткычтар, ракеталык багыттоо системалары, спутниктер жана анти-аскердик жабдуулар сыяктуу жогорку технологиялык жабдуулардын бардык түрлөрү үчүн колдонулат. - ракетадан коргонуу.2015-жылы Париж климаттык келишиминин максаты глобалдык жылуулукту 2 ˚C төмөн, эң жакшысы 1,5 ˚С, өнөр жайга чейинки деңгээлге чейин чектөө болуп саналат. Бул энергиянын кайра жаралуучу булактарына жана электр унааларына суроо-талапты көбөйттү, алар дагы ЖЭБдин иштешин талап кылат.2010-жылы Кытай суроо-талаптын өсүшүн канааттандыруу үчүн REE экспортун азайтарын жарыялады, бирок ошондой эле дүйнөнүн калган бөлүгүнө жогорку технологиялык жабдууларды жеткирүү боюнча өзүнүн үстөмдүк абалын сактап калат.Кытай ошондой эле күн панелдери, шамал жана толкун энергия турбиналары, ошондой эле электр унаалары сыяктуу кайра жаралуучу энергиялар үчүн зарыл болгон ЖЭБ менен камсыз кылууну көзөмөлдөө үчүн күчтүү экономикалык абалга ээ.Фосфогипс жер семирткичтерин сейрек кездешүүчү элементтерди кармоо долбооруФосфогипс жер семирткичтин кошумча продуктусу болуп саналат жана уран жана торий сыяктуу табигый радиоактивдүү элементтерди камтыйт. Ушул себептен улам, ал топурак, аба жана сууну булгоо коркунучу менен, чексиз сакталат.Ошондуктан, Пенн Стейт Университетинин изилдөөчүлөрү инженердик пептиддерди, аминокислоталардын кыска саптарын колдонуу менен көп баскычтуу ыкманы ойлоп табышты, алар атайын иштелип чыккан мембрананы колдонуу менен REEлерди так аныктап, ажырата алышат.Салттуу бөлүү ыкмалары жетишсиз болгондуктан, долбоор жаңы бөлүү ыкмаларын, материалдарды жана процесстерди иштеп чыгууга багытталган.Дизайн Клемсондун химиялык жана биомолекулярдык инженерия боюнча башкы изилдөөчүсү жана доценти Рэйчел Гетман тарабынан иштелип чыккан эсептөөчү моделдөөнүн негизинде, изилдөөчүлөр Кристин Дювал жана Джули Реннер менен бирге конкреттүү ЖЭБге туташуучу молекулаларды иштеп чыгууда.Гринли алар сууда өзүн кандай алып жүрөрүн карап чыгат жана өзгөрүлмө долбоорлоо жана эксплуатациялоо шарттарында айлана-чөйрөгө тийгизген таасирин жана ар кандай экономикалык потенциалды баалайт.Химиялык инженерия профессору Лорен Гринли мындай дейт: «Бүгүнкү күндө Флоридада гана иштетилбеген фосфогипс калдыктарында болжол менен 200 000 тонна сейрек кездешүүчү элементтер камалып турат».Команда салттуу калыбына келтирүү экологиялык жана экономикалык тоскоолдуктар менен байланыштуу экенин аныктайт, мында алар учурда казылып алынган отундарды күйүүнү талап кылган жана эмгекти көп талап кылган композиттик материалдардан калыбына келтирилет.Жаңы долбоор аларды туруктуу түрдө калыбына келтирүүгө багытталган жана экологиялык жана экономикалык пайда үчүн кеңири масштабда ишке ашырылышы мүмкүн.Долбоор ийгиликтүү ишке ашса, сейрек кездешүүчү элементтер менен камсыздоо боюнча АКШнын Кытайга болгон көз карандылыгын да азайтышы мүмкүн.Улуттук илим фондунун долбоорун каржылооПенн Стейт REE долбоору 1,7 миллион долларды түзгөн 571,658 долларлык төрт жылдык гранттын эсебинен каржыланат жана Кейс Вестерн Резерв университети жана Клемсон университети менен кызматташуу болуп саналат.Сейрек кездешүүчү жер элементтерин калыбына келтирүүнүн альтернативалуу жолдоруRRE калыбына келтирүү, адатта, майда масштабдуу операцияларды колдонуу менен, адатта, эритүүчү жана эриткичти экстракциялоо жолу менен жүзөгө ашырылат.Жөнөкөй процесс болгону менен, жууп салуу көп сандагы кооптуу химиялык реагенттерди талап кылат, ошондуктан коммерциялык жактан жагымсыз.Эриткичти экстракциялоо эффективдүү техника, бирок өтө эффективдүү эмес, анткени ал көп эмгекти жана көп убакытты талап кылат.РЭБдерди калыбына келтирүүнүн дагы бир кеңири таралган жолу агроминдөө болуп саналат, бул электрондук тоо-кен казып алуу деп да белгилүү, бул эски компьютерлер, телефондор жана сыналгы сыяктуу электрондук калдыктарды ар кайсы өлкөлөрдөн Кытайга РЭИ казып алуу үчүн ташууну камтыйт.БУУнун Айлана-чөйрөнү коргоо программасынын маалыматы боюнча, 2019-жылы 53 миллион тоннадан ашык электрондук калдыктар пайда болгон, анын ичинде 57 миллиард долларга жакын чийки зат РЭБ жана металлдарды камтыган.Көбүнчө материалдарды кайра иштетүүнүн туруктуу ыкмасы катары айтылса да, ал дагы деле чечүүнү талап кылган көйгөйлөрдөн куру эмес.Агро тоо кендерин иштетүү көп сактоо мейкиндигин, кайра иштетүүчү заводдорду, РЭБ калыбына келтирилгенден кийин полигондун калдыктарын талап кылат жана казылып алынган отундарды күйгүзүүнү талап кылган транспорттук чыгымдарды талап кылат.Пенн Стейт Университетинин долбоору өзүнүн экологиялык жана экономикалык максаттарын канааттандыра алса, РЭБди калыбына келтирүүнүн салттуу ыкмалары менен байланышкан кээ бир көйгөйлөрдү жеңүү мүмкүнчүлүгүнө ээ.
