അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങളെ സുസ്ഥിരമായി ഖനനം ചെയ്യുന്നതിൻ്റെ ഭാവി
ഉറവിടം:AZO മൈനിംഗ്അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങൾ എന്തൊക്കെയാണ്, അവ എവിടെയാണ് കാണപ്പെടുന്നത്?ആവർത്തനപ്പട്ടികയിലെ 15 ലാന്തനൈഡുകൾ കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ച 17 ലോഹ മൂലകങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നതാണ് അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങൾ (REEs).ലന്തനംസെറിയംപ്രസിയോഡൈമിയംനിയോഡൈമിയംപ്രോമിത്തിയംസമരിയംയൂറോപ്പിയംഗാഡോലിനിയംടെർബിയംഡിസ്പ്രോസിയംഹോൾമിയംഎർബിയംതുലിയംയെറ്റർബിയംയൂട്ടിഷ്യംസ്കാൻഡിയംയട്രിയംഅവയിൽ ഭൂരിഭാഗവും ഗ്രൂപ്പിൻ്റെ പേര് സൂചിപ്പിക്കുന്നത് പോലെ അപൂർവമല്ല, എന്നാൽ 18-ഉം 19-ഉം നൂറ്റാണ്ടുകളിൽ, കുമ്മായം, മഗ്നീഷ്യ തുടങ്ങിയ സാധാരണ 'ഭൂമി' മൂലകങ്ങളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ അവയ്ക്ക് പേരിട്ടു.Cerium ആണ് ഏറ്റവും സാധാരണമായ REE, ചെമ്പ് അല്ലെങ്കിൽ ലെഡ് എന്നിവയെക്കാൾ സമൃദ്ധമാണ്.എന്നിരുന്നാലും, ഭൗമശാസ്ത്രപരമായി, കൽക്കരി സീമുകളായി സാന്ദ്രീകൃത നിക്ഷേപങ്ങളിൽ REE-കൾ വളരെ അപൂർവമായി മാത്രമേ കാണപ്പെടുന്നുള്ളൂ, ഉദാഹരണത്തിന്, ഖനനം ചെയ്യുന്നത് സാമ്പത്തികമായി ബുദ്ധിമുട്ടാക്കുന്നു.പകരം അവ കാണപ്പെടുന്നത് നാല് പ്രധാന അസ്വാഭാവിക പാറകളിലാണ്; കാർബണേറ്റ് സമ്പന്നമായ മാഗ്മകൾ, ആൽക്കലൈൻ ആഗ്നേയ ക്രമീകരണങ്ങൾ, അയോൺ-ആഗിരണ കളിമൺ നിക്ഷേപങ്ങൾ, മോണസൈറ്റ്-സെനോടൈം-ബെയറർ പ്ലേസർ നിക്ഷേപങ്ങൾ എന്നിവയിൽ നിന്ന് ഉരുത്തിരിഞ്ഞ അസാധാരണമായ ആഗ്നേയശിലകളാണ് കാർബണേറ്റൈറ്റുകൾ.ഹൈടെക് ജീവിതശൈലികൾക്കും പുനരുൽപ്പാദിപ്പിക്കാവുന്ന ഊർജത്തിനുമുള്ള ആവശ്യം തൃപ്തിപ്പെടുത്താൻ അപൂർവ ഭൂമിയിലെ മൂലകങ്ങളുടെ 95 ശതമാനവും ചൈന ഖനനം ചെയ്യുന്നു1990-കളുടെ അവസാനം മുതൽ, 'സൗത്ത് ചൈന ക്ലേസ്' എന്നറിയപ്പെടുന്ന സ്വന്തം അയോൺ-ആഗിരണ കളിമണ്ണ് നിക്ഷേപം ഉപയോഗിച്ച് ചൈന REE ഉൽപാദനത്തിൽ ആധിപത്യം സ്ഥാപിച്ചു.ദുർബലമായ ആസിഡുകൾ ഉപയോഗിച്ച് REE-കൾ വേർതിരിച്ചെടുക്കാൻ കളിമണ്ണ് നിക്ഷേപം വളരെ ലളിതമാണ് എന്നതിനാൽ ചൈനയ്ക്ക് ഇത് ലാഭകരമാണ്.കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ, ഡിവിഡി പ്ലെയറുകൾ, സെൽ ഫോണുകൾ, ലൈറ്റിംഗ്, ഫൈബർ ഒപ്റ്റിക്‌സ്, ക്യാമറകൾ, സ്പീക്കറുകൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെ എല്ലാത്തരം ഹൈടെക് ഉപകരണങ്ങൾക്കും ജെറ്റ് എഞ്ചിനുകൾ, മിസൈൽ ഗൈഡൻസ് സിസ്റ്റങ്ങൾ, സാറ്റലൈറ്റുകൾ, ആൻ്റി എന്നിവ പോലുള്ള സൈനിക ഉപകരണങ്ങൾക്കും അപൂർവ ഭൂമി ഘടകങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. - മിസൈൽ പ്രതിരോധം.2015-ലെ പാരീസ് കാലാവസ്ഥാ ഉടമ്പടിയുടെ ലക്ഷ്യം ആഗോളതാപനം 2 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിനു താഴെയായി പരിമിതപ്പെടുത്തുക എന്നതാണ്, വെയിലത്ത് 1.5 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ്, വ്യവസായത്തിന് മുമ്പുള്ള നില. ഇത് പുനരുപയോഗ ഊർജത്തിനും ഇലക്ട്രിക് കാറുകൾക്കുമുള്ള ഡിമാൻഡ് വർദ്ധിപ്പിച്ചു, അവയ്ക്ക് REE-കൾ പ്രവർത്തിക്കേണ്ടതുണ്ട്.2010-ൽ, ചൈന തങ്ങളുടെ ഡിമാൻഡ് വർധിപ്പിക്കാൻ REE കയറ്റുമതി കുറയ്ക്കുമെന്ന് പ്രഖ്യാപിച്ചു, മാത്രമല്ല ലോകത്തിൻ്റെ മറ്റു ഭാഗങ്ങളിലേക്ക് ഹൈടെക് ഉപകരണങ്ങൾ വിതരണം ചെയ്യുന്നതിൽ അതിൻ്റെ ആധിപത്യം നിലനിർത്തുകയും ചെയ്തു.സോളാർ പാനലുകൾ, കാറ്റ്, ടൈഡൽ പവർ ടർബൈനുകൾ, അതുപോലെ വൈദ്യുത വാഹനങ്ങൾ തുടങ്ങിയ പുനരുപയോഗ ഊർജങ്ങൾക്ക് ആവശ്യമായ REE കളുടെ വിതരണം നിയന്ത്രിക്കാൻ ചൈന ശക്തമായ സാമ്പത്തിക നിലയിലാണ്.ഫോസ്ഫോജിപ്സം വളം അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങൾ ക്യാപ്ചർ പ്രോജക്റ്റ്രാസവളത്തിൻ്റെ ഉപോൽപ്പന്നമാണ് ഫോസ്ഫോഗിപ്സം, യുറേനിയം, തോറിയം തുടങ്ങിയ പ്രകൃതിദത്തമായ റേഡിയോ ആക്ടീവ് മൂലകങ്ങൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഇക്കാരണത്താൽ, മണ്ണ്, വായു, ജലം എന്നിവ മലിനമാക്കുന്നതിനുള്ള അപകടസാധ്യതകളോടെ ഇത് അനിശ്ചിതമായി സൂക്ഷിക്കുന്നു.അതിനാൽ, പെൻ സ്റ്റേറ്റ് യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ ഗവേഷകർ, പ്രത്യേകമായി വികസിപ്പിച്ച ഒരു മെംബ്രൺ ഉപയോഗിച്ച് REE കൾ കൃത്യമായി തിരിച്ചറിയാനും വേർതിരിക്കാനും കഴിയുന്ന എഞ്ചിനീയറിംഗ് പെപ്റ്റൈഡുകൾ, അമിനോ ആസിഡുകളുടെ ചെറിയ സ്ട്രിംഗുകൾ എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് ഒരു മൾട്ടിസ്റ്റേജ് സമീപനം ആവിഷ്കരിച്ചു.പരമ്പരാഗത വേർതിരിക്കൽ രീതികൾ അപര്യാപ്തമായതിനാൽ, പുതിയ വേർതിരിക്കൽ സാങ്കേതിക വിദ്യകളും മെറ്റീരിയലുകളും പ്രക്രിയകളും രൂപപ്പെടുത്താൻ പദ്ധതി ലക്ഷ്യമിടുന്നു.കംപ്യൂട്ടേഷണൽ മോഡലിംഗാണ് ഡിസൈൻ നയിക്കുന്നത്, പ്രിൻസിപ്പൽ ഇൻവെസ്റ്റിഗേറ്ററും ക്ലെംസണിലെ കെമിക്കൽ ആൻഡ് ബയോമോളിക്യുലാർ എഞ്ചിനീയറിംഗിൻ്റെ അസോസിയേറ്റ് പ്രൊഫസറുമായ റേച്ചൽ ഗെറ്റ്‌മാൻ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു, അന്വേഷകരായ ക്രിസ്റ്റിൻ ഡുവാലും ജൂലി റെന്നറും ചേർന്ന് നിർദ്ദിഷ്ട REE-കളിലേക്ക് പൊരുത്തപ്പെടുന്ന തന്മാത്രകൾ വികസിപ്പിക്കുന്നു.അവർ വെള്ളത്തിൽ എങ്ങനെ പെരുമാറുന്നു എന്ന് ഗ്രീൻലീ നോക്കുകയും വേരിയബിൾ ഡിസൈനിലും പ്രവർത്തന സാഹചര്യങ്ങളിലും പരിസ്ഥിതി ആഘാതവും വ്യത്യസ്ത സാമ്പത്തിക സാധ്യതകളും വിലയിരുത്തുകയും ചെയ്യും.കെമിക്കൽ എഞ്ചിനീയറിംഗ് പ്രൊഫസർ ലോറൻ ഗ്രീൻലീ അവകാശപ്പെടുന്നു: "ഇന്ന്, ഫ്ലോറിഡയിൽ മാത്രം സംസ്കരിക്കപ്പെടാത്ത ഫോസ്ഫോജിപ്സം മാലിന്യത്തിൽ ഏകദേശം 2,00,000 ടൺ അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങൾ കുടുങ്ങിക്കിടക്കുന്നു."പരമ്പരാഗത വീണ്ടെടുക്കൽ പാരിസ്ഥിതികവും സാമ്പത്തികവുമായ തടസ്സങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നുവെന്ന് സംഘം തിരിച്ചറിയുന്നു, അതിലൂടെ അവ നിലവിൽ സംയോജിത വസ്തുക്കളിൽ നിന്ന് വീണ്ടെടുക്കപ്പെടുന്നു, അവയ്ക്ക് ഫോസിൽ ഇന്ധനങ്ങൾ കത്തിക്കേണ്ടതും അധ്വാനം ആവശ്യമാണ്.പുതിയ പ്രോജക്റ്റ് അവയെ സുസ്ഥിരമായ രീതിയിൽ വീണ്ടെടുക്കുന്നതിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുകയും പാരിസ്ഥിതികവും സാമ്പത്തികവുമായ നേട്ടങ്ങൾക്കായി വലിയ തോതിൽ വികസിപ്പിച്ചേക്കാം.പദ്ധതി വിജയകരമാണെങ്കിൽ, അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങൾ നൽകുന്നതിന് അമേരിക്കയുടെ ചൈനയെ ആശ്രയിക്കുന്നത് കുറയ്ക്കാനും കഴിയും.നാഷണൽ സയൻസ് ഫൗണ്ടേഷൻ പ്രോജക്ട് ഫണ്ടിംഗ്പെൻ സ്റ്റേറ്റ് REE പ്രോജക്റ്റിന് നാല് വർഷത്തെ ഗ്രാൻ്റ് $571,658, മൊത്തം $1.7 മില്യൺ, കൂടാതെ കേസ് വെസ്റ്റേൺ റിസർവ് യൂണിവേഴ്സിറ്റി, ക്ലെംസൺ യൂണിവേഴ്സിറ്റി എന്നിവയുടെ സഹകരണത്തോടെയാണ് ധനസഹായം നൽകുന്നത്.ഭൂമിയിലെ അപൂർവ ഘടകങ്ങൾ വീണ്ടെടുക്കാനുള്ള ഇതര മാർഗങ്ങൾRRE വീണ്ടെടുക്കൽ സാധാരണയായി ചെറിയ തോതിലുള്ള പ്രവർത്തനങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് നടത്തുന്നത്, സാധാരണയായി ലീച്ചിംഗ്, സോൾവെൻ്റ് എക്സ്ട്രാക്ഷൻ എന്നിവയിലൂടെയാണ്.ലളിതമായ ഒരു പ്രക്രിയ ആണെങ്കിലും, ലീച്ചിംഗിന് ഉയർന്ന അളവിൽ അപകടകരമായ കെമിക്കൽ റിയാക്ടറുകൾ ആവശ്യമാണ്, അതിനാൽ വാണിജ്യപരമായി അഭികാമ്യമല്ല.ലായനി വേർതിരിച്ചെടുക്കൽ ഒരു ഫലപ്രദമായ സാങ്കേതികതയാണ്, പക്ഷേ അത് വളരെ കാര്യക്ഷമമല്ല, കാരണം അത് അധ്വാനവും സമയമെടുക്കുന്നതുമാണ്.REE-കൾ വീണ്ടെടുക്കുന്നതിനുള്ള മറ്റൊരു പൊതു മാർഗ്ഗം, ഇ-മൈനിംഗ് എന്നറിയപ്പെടുന്ന അഗ്രോമൈനിംഗ് ആണ്, ഇതിൽ ഇലക്ട്രോണിക് മാലിന്യങ്ങളായ പഴയ കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ, ഫോണുകൾ, ടെലിവിഷൻ എന്നിവ വിവിധ രാജ്യങ്ങളിൽ നിന്ന് REE വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്നതിനായി ചൈനയിലേക്ക് കൊണ്ടുപോകുന്നു.യുഎൻ എൻവയോൺമെൻ്റ് പ്രോഗ്രാം അനുസരിച്ച്, 2019-ൽ 53 ദശലക്ഷം ടൺ ഇ-മാലിന്യം ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെട്ടു, ഏകദേശം 57 ബില്യൺ ഡോളർ അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ REE കളും ലോഹങ്ങളും അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.മെറ്റീരിയലുകൾ പുനരുൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള സുസ്ഥിരമായ ഒരു രീതിയായി പലപ്പോഴും പറയപ്പെടുന്നുണ്ടെങ്കിലും, അതിൻ്റേതായ പ്രശ്‌നങ്ങൾ ഇല്ലാതെയല്ല, അത് ഇപ്പോഴും മറികടക്കേണ്ടതുണ്ട്.അഗ്രോമിനിംഗിന് ധാരാളം സംഭരണ സ്ഥലം, റീസൈക്ലിംഗ് പ്ലാൻ്റുകൾ, REE വീണ്ടെടുക്കലിനുശേഷം ലാൻഡ്‌ഫിൽ മാലിന്യങ്ങൾ എന്നിവ ആവശ്യമാണ്, കൂടാതെ ഫോസിൽ ഇന്ധനങ്ങൾ കത്തിക്കാൻ ആവശ്യമായ ഗതാഗത ചെലവുകളും ഉൾപ്പെടുന്നു.പെൻ സ്റ്റേറ്റ് യൂണിവേഴ്സിറ്റി പ്രോജക്റ്റിന് സ്വന്തം പാരിസ്ഥിതികവും സാമ്പത്തികവുമായ ലക്ഷ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റാൻ കഴിയുമെങ്കിൽ പരമ്പരാഗത REE വീണ്ടെടുക്കൽ രീതികളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ചില പ്രശ്നങ്ങളെ മറികടക്കാൻ കഴിവുണ്ട്.
