Masa Depan Perlombongan Elemen Nadir Bumi Secara Mampan
sumber: AZO MiningApakah Unsur Nadir Bumi dan Di Mana Ia Ditemui?Unsur nadir bumi (REE) terdiri daripada 17 unsur logam, terdiri daripada 15 lantanida pada jadual berkala:LanthanumCeriumPraseodymiumNeodymiumPromethiumSamariumEuropiumGadoliniumTerbiumDisprosiumHolmiumErbiumThuliumYtterbiumUtetiumSkandiumYttriumKebanyakan daripada mereka tidak jarang seperti yang dicadangkan oleh nama kumpulan tetapi dinamakan pada abad ke-18 dan ke-19, berbanding unsur 'bumi' lain yang lebih biasa seperti kapur dan magnesia.Cerium ialah REE yang paling biasa dan lebih banyak daripada tembaga atau plumbum.Walau bagaimanapun, dari segi geologi, REE jarang ditemui dalam deposit tertumpu kerana jahitan arang batu, contohnya, menjadikannya sukar untuk dilombong dari segi ekonomi.Mereka sebaliknya ditemui dalam empat jenis batu yang tidak biasa; karbonatit, iaitu batuan igneus luar biasa yang diperoleh daripada magma yang kaya dengan karbonat, tetapan igneus beralkali, mendapan tanah liat serapan ion, dan mendapan pembawa monazit-xenotime.China Melombong 95% Unsur Nadir Bumi untuk Memenuhi Permintaan untuk Gaya Hidup Berteknologi Tinggi dan Tenaga Boleh DiperbaharuiSejak akhir 1990-an, China telah mendominasi pengeluaran REE, menggunakan deposit tanah liat serapan ionnya sendiri, yang dikenali sebagai 'South China Clays'.Ia adalah menjimatkan untuk dilakukan oleh China kerana deposit tanah liat adalah mudah untuk mengekstrak REE daripada menggunakan asid lemah.Unsur nadir bumi digunakan untuk semua jenis peralatan berteknologi tinggi, termasuk komputer, pemain DVD, telefon bimbit, pencahayaan, gentian optik, kamera dan pembesar suara, dan juga peralatan ketenteraan, seperti enjin jet, sistem bimbingan peluru berpandu, satelit dan anti -pertahanan peluru berpandu.Objektif Perjanjian Iklim Paris 2015 adalah untuk mengehadkan pemanasan global kepada di bawah 2 ˚C, sebaik-baiknya 1.5 ˚C, tahap pra-industri. Ini telah meningkatkan permintaan untuk tenaga boleh diperbaharui dan kereta elektrik, yang juga memerlukan REE untuk beroperasi.Pada 2010, China mengumumkan ia akan mengurangkan eksport REE untuk memenuhi kenaikan permintaannya sendiri, tetapi juga mengekalkan kedudukan dominannya untuk membekalkan peralatan berteknologi tinggi ke seluruh dunia.China juga berada dalam kedudukan ekonomi yang kukuh untuk mengawal bekalan REE yang diperlukan untuk tenaga boleh diperbaharui seperti panel solar, angin, dan turbin kuasa pasang surut, serta kenderaan elektrik.Projek Tangkapan Unsur Nadir Bumi Baja FosfogipsumPhosphogypsum ialah hasil sampingan baja dan mengandungi unsur radioaktif semulajadi seperti uranium dan torium. Atas sebab ini, ia disimpan selama-lamanya, dengan risiko yang berkaitan untuk mencemarkan tanah, udara dan air.Oleh itu, penyelidik di Penn State University, telah mencipta pendekatan berbilang peringkat menggunakan peptida kejuruteraan, rentetan pendek asid amino yang boleh mengenal pasti dan memisahkan REE dengan tepat menggunakan membran yang dibangunkan khas.Oleh kerana kaedah pengasingan tradisional tidak mencukupi, projek ini bertujuan untuk mencipta teknik, bahan dan proses pengasingan baharu.Reka bentuk ini diketuai oleh pemodelan pengiraan, yang dibangunkan oleh Rachel Getman, penyiasat utama dan profesor bersekutu kejuruteraan kimia dan biomolekul di Clemson, dengan penyiasat Christine Duval dan Julie Renner, membangunkan molekul yang akan melekat pada REE tertentu.Greenlee akan melihat bagaimana mereka berkelakuan di dalam air dan akan menilai kesan alam sekitar dan potensi ekonomi yang berbeza di bawah reka bentuk yang berubah-ubah dan situasi operasi.Profesor kejuruteraan kimia Lauren Greenlee, mendakwa bahawa: "hari ini, dianggarkan 200,000 tan unsur nadir bumi terperangkap dalam sisa fosfogipsum yang tidak diproses di Florida sahaja."Pasukan itu mengenal pasti bahawa pemulihan tradisional dikaitkan dengan halangan alam sekitar dan ekonomi, di mana mereka kini dipulihkan daripada bahan komposit, yang memerlukan pembakaran bahan api fosil dan memerlukan tenaga kerja.Projek baharu itu akan memberi tumpuan untuk memulihkannya dengan cara yang mampan dan mungkin dilancarkan pada skala yang lebih besar untuk faedah alam sekitar dan ekonomi.Sekiranya projek itu berjaya, ia juga boleh mengurangkan kebergantungan AS kepada China untuk menyediakan unsur nadir bumi.Pembiayaan Projek Yayasan Sains NegaraProjek Penn State REE dibiayai oleh geran empat tahun sebanyak $571,658, berjumlah $1.7 juta, dan merupakan kerjasama dengan Case Western Reserve University dan Clemson University.Cara Alternatif untuk Memulihkan Unsur Nadir BumiPemulihan RRE biasanya dijalankan menggunakan operasi berskala kecil, biasanya dengan larut lesap dan pengekstrakan pelarut.Walaupun proses yang mudah, larut lesap memerlukan kuantiti reagen kimia berbahaya yang tinggi, jadi tidak diingini secara komersial.Pengekstrakan pelarut adalah teknik yang berkesan tetapi tidak begitu cekap kerana ia memerlukan tenaga kerja dan memakan masa.Satu lagi cara biasa untuk REE dipulihkan ialah melalui agromining, juga dikenali sebagai e-mining, yang melibatkan pengangkutan sisa elektronik, seperti komputer lama, telefon dan televisyen dari pelbagai negara ke China untuk pengekstrakan REE.Menurut Program Alam Sekitar PBB, lebih 53 juta tan sisa elektronik dihasilkan pada 2019, dengan sekitar $57 bilion bahan mentah yang mengandungi REE dan logam.Walaupun sering disebut-sebut sebagai kaedah kitar semula yang mampan, ia bukan tanpa masalah tersendiri yang masih perlu diatasi.Agromining memerlukan banyak ruang penyimpanan, loji kitar semula, sisa tapak pelupusan selepas pemulihan REE, dan melibatkan kos pengangkutan, yang memerlukan pembakaran bahan api fosil.Projek Penn State University berpotensi untuk mengatasi beberapa masalah yang berkaitan dengan kaedah pemulihan REE tradisional jika ia dapat memenuhi objektif alam sekitar dan ekonominya sendiri.
