šaltinis: AZO MiningKas yra retųjų žemių elementai ir kur jie randami?Retųjų žemių elementai (REEE) susideda iš 17 metalinių elementų, sudarytų iš 15 lantanidų periodinėje lentelėje:LantanasCerisPrazeodimisNeodimisPrometisSamariumasEuropiuGadolinisTerbisDisprosisHolmiumErbisTulisIterbisUtetiumSkandisItrisDaugelis jų nėra tokie reti, kaip rodo grupės pavadinimas, bet buvo pavadinti XVIII ir XIX a., palyginti su kitais labiau paplitusiais „žemės“ elementais, tokiais kaip kalkės ir magnezija.Ceris yra labiausiai paplitęs REE ir jo gausesnis nei varis ar švinas.Tačiau geologiniu požiūriu REE retai randama koncentruotuose telkiniuose, nes, pavyzdžiui, dėl anglies siūlių jas ekonomiškai sunku išgauti.Vietoj to jie randami keturiose pagrindinėse neįprastose uolienų rūšyse; karbonatitai, kurie yra neįprastos magminės uolienos, gautos iš magmų, kuriose gausu karbonatų, šarminės magminės aplinkos, jonus sugeriančio molio nuosėdų ir monazito-ksenotimo nešiklio nuosėdų.Kinija kasa 95 % retųjų žemių elementų, kad patenkintų aukštųjų technologijų gyvenimo būdo ir atsinaujinančios energijos paklausąNuo dešimtojo dešimtmečio pabaigos REE gamyboje dominuoja Kinija, naudodama savo jonus sugeriančio molio nuosėdas, žinomas kaip „Pietų Kinijos molis“.Kinijai tai ekonomiška, nes molio telkinius paprasta išgauti naudojant silpnas rūgštis.Retųjų žemių elementai naudojami įvairiai aukštųjų technologijų įrangai, įskaitant kompiuterius, DVD grotuvus, mobiliuosius telefonus, apšvietimą, šviesolaidį, kameras ir garsiakalbius ir net karinę įrangą, pvz., reaktyvinius variklius, raketų nukreipimo sistemas, palydovus ir antivirusinę įrangą. -raketinė gynyba.2015 m. Paryžiaus klimato susitarimo tikslas – apriboti visuotinį atšilimą iki žemiau 2 ˚C, pageidautina 1,5 ˚C, priešindustrinio lygio. Tai padidino atsinaujinančios energijos ir elektromobilių paklausą, kurioms taip pat reikia eksploatuoti REE.2010 m. Kinija paskelbė, kad sumažins REE eksportą, kad patenkintų savo paklausą, bet taip pat išlaikys dominuojančią padėtį tiekiant aukštųjų technologijų įrangą likusiam pasauliui.Kinija taip pat turi tvirtą ekonominę padėtį, kad galėtų kontroliuoti REE, reikalingos atsinaujinančiai energijai, pvz., saulės kolektoriams, vėjo ir potvynių jėgainėms, taip pat elektrinėms transporto priemonėms, tiekimą.Fosfogipso trąšų retųjų žemių elementų surinkimo projektasFosfogipsas yra šalutinis trąšų produktas, kuriame yra natūraliai esančių radioaktyvių elementų, tokių kaip uranas ir toris. Dėl šios priežasties jis laikomas neribotą laiką, todėl kyla pavojus užteršti dirvožemį, orą ir vandenį.Todėl Penn State universiteto mokslininkai sukūrė daugiapakopį metodą, naudodami sukurtus peptidus, trumpas aminorūgščių eilutes, kurios gali tiksliai identifikuoti ir atskirti REE naudojant specialiai sukurtą membraną.Kadangi tradicinių atskyrimo metodų nepakanka, projektu siekiama sukurti naujus atskyrimo būdus, medžiagas ir procesus.Projektui vadovauja skaičiavimo modeliavimas, kurį sukūrė Rachel Getman, pagrindinė tyrėja ir Clemson chemijos ir biomolekulinės inžinerijos docentė, kartu su tyrėjais Christine Duval ir Julie Renner, kuriant molekules, kurios prisilies prie konkrečių REE.Greenlee apžvelgs, kaip jie elgiasi vandenyje, ir įvertins poveikį aplinkai bei skirtingus ekonominius potencialus kintančiomis projektavimo ir veikimo sąlygomis.Chemijos inžinerijos profesorė Lauren Greenlee tvirtina, kad: „šiandien vien Floridoje neapdorotose fosfogipso atliekose yra įstrigę apie 200 000 tonų retųjų žemių elementų“.Grupė nustato, kad tradicinis regeneravimas yra susijęs su aplinkos ir ekonominėmis kliūtimis, todėl šiuo metu jie yra išgaunami iš sudėtinių medžiagų, kurioms reikia deginti iškastinį kurą ir kuri yra daug darbo reikalaujanti.Naujasis projektas bus skirtas tvariam jų atkūrimui ir gali būti įgyvendintas didesniu mastu siekiant naudos aplinkai ir ekonomikai.Jei projektas bus sėkmingas, jis taip pat galėtų sumažinti JAV priklausomybę nuo Kinijos tiekiant retųjų žemių elementus.Nacionalinio mokslo fondo projektų finansavimasPenn State REE projektas finansuojamas iš ketverių metų 571 658 USD dotacijos, iš viso 1,7 mln. USD, ir yra bendradarbiaujant su Case Western Reserve universitetu ir Clemson universitetu.Alternatyvūs retųjų žemių elementų atkūrimo būdaiRRE regeneravimas paprastai atliekamas naudojant nedidelio masto operacijas, dažniausiai išplovus ir ekstrahuojant tirpikliu.Nors ir paprastas procesas, išplovimui reikalingas didelis pavojingų cheminių reagentų kiekis, todėl komerciškai nepageidautinas.Ekstrahavimas tirpikliu yra veiksmingas būdas, tačiau jis nėra labai efektyvus, nes reikalauja daug darbo ir daug laiko.Kitas įprastas REE atgavimo būdas yra žemės ūkio kasyba, dar žinoma kaip elektroninė kasyba, kuri apima elektroninių atliekų, tokių kaip seni kompiuteriai, telefonai ir televizoriai, gabenimą iš įvairių šalių į Kiniją REE gavybai.Remiantis JT aplinkos programa, 2019 m. susidarė daugiau nei 53 milijonai tonų elektroninių atliekų, o žaliavos, kuriose yra REE ir metalų, už maždaug 57 mlrd.Nors dažnai reklamuojamas kaip tvarus medžiagų perdirbimo būdas, jis neapsieina be problemų, kurias vis dar reikia įveikti.Agrominacija reikalauja daug vietos saugykloms, perdirbimo gamykloms, po REE utilizavimo atliekų šalinimo sąvartynuose ir transportavimo išlaidų, kurioms reikia deginti iškastinį kurą.Penn State universiteto projektas gali įveikti kai kurias problemas, susijusias su tradiciniais REE atkūrimo metodais, jei jis gali patenkinti savo aplinkos ir ekonominius tikslus.
