दुर्मिळ पृथ्वी घटकांच्या खाणकामाचे भविष्य शाश्वतपणे
स्रोत: AZO खाणदुर्मिळ पृथ्वी घटक कोणते आहेत आणि ते कोठे सापडतात?रेअर अर्थ एलिमेंट्स (आरईई) मध्ये नियतकालिक सारणीवर 15 लॅन्थॅनाइड्सपासून बनलेले 17 धातू घटक असतात:लॅन्थॅनमसेरिअमप्रासोडायमियमनिओडीमियमप्रोमिथियमसमारियमयुरोपिअमगॅडोलिनियमटर्बियमडिसप्रोसिअमहॉलमियमएर्बियमथुलिअमयटरबियमयुटेटियमस्कँडियमयत्रियमत्यापैकी बहुतेक गटाच्या नावाप्रमाणे दुर्मिळ नाहीत परंतु 18व्या आणि 19व्या शतकात चुना आणि मॅग्नेशिया सारख्या इतर सामान्य 'पृथ्वी' घटकांच्या तुलनेत त्यांची नावे देण्यात आली होती.Cerium सर्वात सामान्य REE आहे आणि तांबे किंवा शिसेपेक्षा जास्त प्रमाणात आहे.तथापि, भूगर्भशास्त्रीय दृष्टीने, आरईई क्वचितच कोळशाच्या सीम्सच्या रूपात केंद्रित ठेवींमध्ये आढळतात, उदाहरणार्थ, ते खाणीसाठी आर्थिकदृष्ट्या कठीण होत आहेत.त्याऐवजी ते चार मुख्य असामान्य खडकांमध्ये आढळतात; कार्बोनेटाइट्स, जे कार्बोनेट-समृद्ध मॅग्मा, क्षारीय आग्नेय सेटिंग्ज, आयन-शोषण चिकणमाती साठे आणि मोनाझाइट-झेनोटाइम-बेअरर प्लेसर डिपॉझिटमधून प्राप्त केलेले असामान्य आग्नेय खडक आहेत.हाय-टेक जीवनशैली आणि नवीकरणीय ऊर्जेची मागणी पूर्ण करण्यासाठी चीन 95% दुर्मिळ पृथ्वी घटकांची खाणी करते1990 च्या दशकाच्या उत्तरार्धापासून, चीनने 'दक्षिण चायना क्ले' म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या स्वतःच्या आयन-शोषण मातीच्या साठ्यांचा वापर करून, REE उत्पादनावर प्रभुत्व मिळवले आहे.चीनसाठी हे करणे किफायतशीर आहे कारण कमकुवत ऍसिड वापरून आरईई काढण्यासाठी मातीचे साठे सोपे आहेत.संगणक, डीव्हीडी प्लेयर, सेल फोन, प्रकाशयोजना, फायबर ऑप्टिक्स, कॅमेरे आणि स्पीकर आणि अगदी लष्करी उपकरणे, जसे की जेट इंजिन, क्षेपणास्त्र मार्गदर्शन प्रणाली, उपग्रह, आणि विरोधी उपकरणांसह सर्व प्रकारच्या हाय-टेक उपकरणांसाठी दुर्मिळ पृथ्वी घटकांचा वापर केला जातो. - क्षेपणास्त्र संरक्षण.2015 पॅरिस हवामान कराराचा उद्देश जागतिक तापमानवाढ 2 ˚C, शक्यतो 1.5 ˚C, पूर्व-औद्योगिक पातळीपर्यंत मर्यादित करणे आहे. यामुळे नूतनीकरणक्षम ऊर्जा आणि इलेक्ट्रिक कारची मागणी वाढली आहे, ज्यांना ऑपरेट करण्यासाठी REE देखील आवश्यक आहे.2010 मध्ये, चीनने जाहीर केले की ते स्वतःची मागणी पूर्ण करण्यासाठी REE निर्यात कमी करेल, परंतु उर्वरित जगाला हाय-टेक उपकरणे पुरवण्यासाठी आपले वर्चस्व राखेल.सौर पॅनेल, पवन आणि ज्वारीय उर्जा टर्बाइन तसेच इलेक्ट्रिक वाहने यासारख्या अक्षय उर्जेसाठी आवश्यक असलेल्या REE चा पुरवठा नियंत्रित करण्यासाठी चीन मजबूत आर्थिक स्थितीत आहे.फॉस्फोजिप्सम खत दुर्मिळ पृथ्वी घटक कॅप्चर प्रकल्पफॉस्फोजिप्सम हे खताचे उप-उत्पादन आहे आणि त्यात युरेनियम आणि थोरियमसारखे नैसर्गिकरित्या किरणोत्सर्गी घटक असतात. या कारणास्तव, माती, हवा आणि पाणी प्रदूषित होण्याच्या जोखमींसह ते अनिश्चित काळासाठी साठवले जाते.म्हणून, पेन स्टेट युनिव्हर्सिटीच्या संशोधकांनी, इंजिनियर केलेले पेप्टाइड्स, अमिनो ऍसिडच्या लहान तारांचा वापर करून एक मल्टीस्टेज दृष्टीकोन तयार केला आहे जो विशेष विकसित झिल्ली वापरून REE अचूकपणे ओळखू शकतो आणि वेगळे करू शकतो.पारंपारिक पृथक्करण पद्धती अपुऱ्या असल्याने, नवीन पृथक्करण तंत्र, साहित्य आणि प्रक्रिया तयार करणे हे प्रकल्पाचे उद्दिष्ट आहे.डिझाइनचे नेतृत्व संगणकीय मॉडेलिंगद्वारे केले जाते, रेचेल गेटमन, मुख्य अन्वेषक आणि क्लेमसन येथील रासायनिक आणि बायोमोलेक्युलर अभियांत्रिकीचे सहयोगी प्राध्यापक, अन्वेषक क्रिस्टीन डुवल आणि ज्युली रेनर यांनी विकसित केले आहे, जे विशिष्ट REE ला जोडणारे रेणू विकसित करतात.ग्रीनली ते पाण्यात कसे वागतात ते पाहतील आणि वेरिएबल डिझाईन आणि ऑपरेटिंग परिस्थितीत पर्यावरणीय प्रभाव आणि विविध आर्थिक संभाव्यतेचे मूल्यांकन करतील.रासायनिक अभियांत्रिकी प्राध्यापक लॉरेन ग्रीनली, दावा करतात की: “आज एकट्या फ्लोरिडामध्ये अंदाजे 200,000 टन दुर्मिळ पृथ्वीचे घटक प्रक्रिया न केलेल्या फॉस्फोजिप्सम कचऱ्यात अडकले आहेत.”संघ ओळखतो की पारंपारिक पुनर्प्राप्ती पर्यावरणीय आणि आर्थिक अडथळ्यांशी निगडीत आहे, ज्यायोगे ते सध्या संमिश्र पदार्थांमधून वसूल केले जातात, ज्यासाठी जीवाश्म इंधन जाळणे आवश्यक आहे आणि श्रम-केंद्रित आहे.नवीन प्रकल्प त्यांना शाश्वत मार्गाने पुनर्प्राप्त करण्यावर लक्ष केंद्रित करेल आणि पर्यावरणीय आणि आर्थिक फायद्यांसाठी मोठ्या प्रमाणावर आणले जाऊ शकते.जर हा प्रकल्प यशस्वी झाला तर पृथ्वीवरील दुर्मिळ घटक पुरवण्यासाठी अमेरिकेचे चीनवरील अवलंबित्वही कमी होऊ शकते.नॅशनल सायन्स फाउंडेशन प्रकल्प निधीपेन स्टेट REE प्रकल्पाला $571,658 च्या चार वर्षांच्या अनुदानाद्वारे निधी दिला जातो, एकूण $1.7 दशलक्ष, आणि हे केस वेस्टर्न रिझर्व्ह युनिव्हर्सिटी आणि क्लेमसन युनिव्हर्सिटी यांच्या सहकार्याने आहे.दुर्मिळ पृथ्वी घटक पुनर्प्राप्त करण्यासाठी पर्यायी मार्गआरआरई पुनर्प्राप्ती सामान्यत: लीचिंग आणि सॉल्व्हेंट एक्सट्रॅक्शनद्वारे लहान-प्रमाणात ऑपरेशन्स वापरून केली जाते.जरी एक सोपी प्रक्रिया असली तरी, लीचिंगसाठी उच्च प्रमाणात घातक रासायनिक अभिकर्मकांची आवश्यकता असते, त्यामुळे व्यावसायिकदृष्ट्या अवांछित आहे.सॉल्व्हेंट काढणे हे एक प्रभावी तंत्र आहे परंतु ते फारसे कार्यक्षम नाही कारण ते श्रम-केंद्रित आणि वेळ घेणारे आहे.REE पुनर्प्राप्त करण्याचा आणखी एक सामान्य मार्ग म्हणजे ऍग्रोमाइनिंग, ज्याला ई-मायनिंग देखील म्हणतात, ज्यामध्ये इलेक्ट्रॉनिक कचरा, जसे की जुने संगणक, फोन आणि टेलिव्हिजन विविध देशांमधून REE काढण्यासाठी चीनमध्ये वाहतूक करणे समाविष्ट आहे.UN पर्यावरण कार्यक्रमानुसार, 2019 मध्ये 53 दशलक्ष टनांहून अधिक ई-कचरा तयार झाला, सुमारे $57 अब्ज कच्च्या मालामध्ये REE आणि धातू आहेत.जरी अनेकदा पुनर्वापराची सामग्रीची शाश्वत पद्धत म्हणून ओळखली जाते, तरीही ती स्वतःच्या समस्यांशिवाय नाही ज्यावर मात करणे आवश्यक आहे.ऍग्रोमाइनिंगसाठी भरपूर स्टोरेज स्पेस, रीसायकलिंग प्लांट्स, आरईई रिकव्हरीनंतर लँडफिल कचरा आणि वाहतूक खर्चाचा समावेश असतो, ज्यासाठी जीवाश्म इंधन जळण्याची आवश्यकता असते.पेन स्टेट युनिव्हर्सिटी प्रोजेक्टमध्ये पारंपारिक REE पुनर्प्राप्ती पद्धतींशी संबंधित काही समस्यांवर मात करण्याची क्षमता आहे जर ते स्वतःचे पर्यावरणीय आणि आर्थिक उद्दिष्टे पूर्ण करू शकतील.
