Źródło: Mining AZOCo to są elementy ziem rzadkich i gdzie je znajdują?Elementy ziem rzadkich (REES) obejmują 17 elementów metalicznych, składających się z 15 lantanów na stole okresowym:LantanCerPraseodyMiumNeodymPromethiumSamarEuropGadolinTerbDysprozHolMiumErbTulIterbUtetiumScandiumItrWiększość z nich nie jest tak rzadka, jak sugeruje nazwa grupy, ale została wymieniona w XVIII i XIX wieku, w porównaniu z innymi bardziej powszechnymi elementami „ziemi”, takimi jak wapno i magnezja.Cerium jest najczęstszym REE i bardziej obfitym niż miedź lub ołów.Jednak w kategoriach geologicznych REE rzadko występują w skoncentrowanych depozytach, na przykład, na przykład, utrudniają je ekonomicznie.Zamiast tego znajdują się w czterech głównych nietypowych typach skał; Carbonatyty, które są niezwykłymi skałami magmowymi pochodzącymi z magm bogatych w węglan, alkalicznych ustawień magmowych, złoża gliny jonowej i jonowej i depozytów nośnika monazitu-xenotime.Chiny kopalnie 95% elementów ziem rzadkich, aby zaspokoić popyt na styl życia hi-tech i energii odnawialnejOd późnych lat 90. Chiny zdominowały produkcję REE, wykorzystując własne depozyty gliny jonowej, znane jako „gliny z południowych Chin”.Jest to ekonomiczne dla Chin, ponieważ złoża gliny są łatwe do wydobywania REES z używania słabych kwasów.Elementy ziem rzadkich są wykorzystywane do wszelkiego rodzaju sprzętu hi-tech, w tym komputerów, odtwarzaczy DVD, telefonów komórkowych, oświetlenia, światłowodów, kamer i głośników, a nawet sprzętu wojskowego, takich jak silniki odrzutowe, systemy przewodnictwa rakietowego, satelity i obrona przeciw myszy.Celem porozumienia klimatycznego w Paryżu w 2015 r. Jest ograniczenie globalnego ocieplenia do poniżej 2 ° C, najlepiej 1,5 ° C, poziomów przedindustrialnych. Zwiększyło to zapotrzebowanie na energię odnawialną i samochody elektryczne, które również wymagają działania REE.W 2010 r. Chiny ogłosiły, że zmniejszy eksport REE w celu zaspokojenia własnego wzrostu popytu, ale także utrzyma dominującą pozycję w dostarczaniu sprzętu hi-tech do reszty świata.Chiny mają również silną pozycję ekonomiczną, aby kontrolować podaż REE potrzebnych do energii odnawialnych, takich jak panele słoneczne, wiatr i turbiny energii pływowej, a także pojazdy elektryczne.Projekt przechwytywania nawozu fosfogypsum Elementy Elementy ZiemiFosfogypsum jest produktem ubocznym nawozu i zawiera naturalnie występujące pierwiastki radioaktywne, takie jak uran i tor. Z tego powodu jest przechowywany w nieskończoność, z związanym z tym ryzykiem zanieczyszczenia gleby, powietrza i wody.Dlatego naukowcy z Penn State University opracowali podejście wieloetapowe przy użyciu peptydów inżynieryjnych, krótkich ciągów aminokwasów, które mogą dokładnie identyfikować i oddzielić REE przy użyciu specjalnie rozwiniętej błony.Ponieważ tradycyjne metody separacji są niewystarczające, projekt ma na celu opracowanie nowych technik, materiałów i procesów.Projekt jest prowadzony przez modelowanie obliczeniowe, opracowane przez Rachel Getman, główny badacz i profesor inżynierii chemicznej i biomolekularnej w Clemson, z badaczami Christine Duval i Julie Renner, opracowując cząsteczki, które zatrzasną się do określonych zwrotów.Greenlee przyjrzy się, jak zachowują się w wodzie i ocenią wpływ na środowisko i różne potencjały ekonomiczne w sytuacjach o zmiennym projektowaniu i operacji.Profesor inżynierii chemicznej Lauren Greenlee twierdzi, że: „Dziś około 200 000 ton elementów ziem rzadkich jest uwięzionych w nieprzetworzonych odpadach fosfogypsum na samej Florydzie”.Zespół określa, że tradycyjne odzyskiwanie jest związane z barierami środowiskowymi i ekonomicznymi, w których są one obecnie odzyskiwane z materiałów złożonych, które wymagają spalania paliw kopalnych i jest pracochłonnaNowy projekt skupi się na odzyskaniu ich w sposób zrównoważony i może zostać wdrożony na większą skalę dla korzyści środowiskowych i ekonomicznych.Jeśli projekt się powiedzie, może również zmniejszyć zależność USA od Chin od dostarczania elementów ziem rzadkich.Finansowanie projektu National Science FoundationProjekt Penn State REE jest finansowany z czteroletniej dotacji w wysokości 571 658 USD, łącznie 1,7 miliona USD, i jest współpracą z Case Western Reserve University i Clemson University.Alternatywne sposoby odzyskania elementów ziem rzadkichOdzyskiwanie RRE jest zazwyczaj przeprowadzane przy użyciu operacji na małą skalę, zwykle poprzez wymywanie i ekstrakcję rozpuszczalnika.Chociaż jest to prosty proces, ługowanie wymaga dużej ilości niebezpiecznych odczynników chemicznych, podobnie jak niepożądane komercyjne.Ekstrakcja rozpuszczalnika jest skuteczną techniką, ale nie jest bardzo wydajna, ponieważ jest pracochłonna i czasochłonna.Innym powszechnym sposobem odzyskania REES jest agrominacja, znana również jako e-kara, która obejmuje transport odpadów elektronicznych, takich jak stare komputery, telefony i telewizja z różnych krajów do Chin w celu wydobycia REE.Według programu ONZ środowiska ONZ w 2019 r. Wygenerowano ponad 53 miliony ton e-odpadów, z około 57 miliardami dolarów surowców zawierających REE i metale.Chociaż często reklamowany jako zrównoważona metoda recyklingu materiałów, nie jest bez własnego zestawu problemów, które wciąż należy pokonać.Agrominacja wymaga dużo miejsca do przechowywania, roślin recyklingu, odpadów składowisk po odzyskaniu REE i wymaga kosztów transportu, które wymagają spalania paliw kopalnych.Projekt Penn State University może potencjalnie pokonać niektóre problemy związane z tradycyjnymi metodami odzyskiwania REE, jeśli może spełnić własne cele środowiskowe i ekonomiczne.
