sursa:AZO Mining

Ce sunt elementele pământului rare și unde se găsesc?

Elementele pământurilor rare (REE) cuprind 17 elemente metalice, formate din 15 lantanide din tabelul periodic:

Lantan

ceriu

Praseodimiu

Neodim

Prometiu

Samariul

Europiu

Gadoliniu

terbiu

Disprosiu

Holmiu

Erbiu

Tuliu

Iterbiu

Utețiu

Scandiul

ytriu

Cele mai multe dintre ele nu sunt atât de rare pe cât sugerează numele grupului, dar au fost numite în secolele al XVIII-lea și al XIX-lea, în comparație cu alte elemente „pământene” mai comune, cum ar fi varul și magnezia.

Ceriul este cel mai comun REE și mai abundent decât cuprul sau plumbul.

Cu toate acestea, în termeni geologici, REE se găsesc rar în zăcăminte concentrate, deoarece straturile de cărbune, de exemplu, le fac dificil de extras din punct de vedere economic.

Ele se găsesc în schimb în patru tipuri principale de roci neobișnuite; carbonati, care sunt roci magmatice neobișnuite derivate din magme bogate în carbonat, setări magmatice alcaline, depozite de argilă cu absorbție de ioni și depozite de placeri purtători de monazit-xenotime.

China extrage 95% din elementele pământului rare pentru a satisface cererea de stiluri de viață hi-tech și energie regenerabilă

De la sfârșitul anilor 1990, China a dominat producția de REE, utilizând propriile depozite de argilă cu absorbție de ioni, cunoscute sub numele de „Argile Chinei de Sud”.

Este economic să facă pentru China, deoarece depozitele de argilă sunt ușor de extras REE din utilizarea acizilor slabi.

Elementele pământurilor rare sunt folosite pentru tot felul de echipamente de înaltă tehnologie, inclusiv computere, playere DVD, telefoane mobile, iluminat, fibră optică, camere și difuzoare și chiar echipamente militare, cum ar fi motoare cu reacție, sisteme de ghidare a rachetelor, sateliți și anti -apărare antirachetă.

Un obiectiv al Acordului Climatic de la Paris din 2015 este de a limita încălzirea globală la sub 2 ˚C, de preferință 1,5 ˚C, nivelurile preindustriale. Acest lucru a crescut cererea pentru energie regenerabilă și mașini electrice, care necesită, de asemenea, REE pentru a funcționa.

În 2010, China a anunțat că va reduce exporturile de REE pentru a-și îndeplini propria creștere a cererii, dar și va menține poziția dominantă pentru furnizarea de echipamente de înaltă tehnologie către restul lumii.

China se află, de asemenea, într-o poziție economică puternică pentru a controla furnizarea de REE necesare pentru energiile regenerabile, cum ar fi panourile solare, turbinele eoliene și mareele, precum și vehiculele electrice.

Proiect de captare a elementelor de pământ rare cu îngrășământ fosfogips

Fosfogipsul este un produs secundar al îngrășământului și conține elemente radioactive naturale, cum ar fi uraniul și toriu. Din acest motiv, este depozitat pe termen nelimitat, cu riscuri asociate de poluare a solului, aerului și apei.

Prin urmare, cercetătorii de la Universitatea Penn State au conceput o abordare în mai multe etape folosind peptide proiectate, șiruri scurte de aminoacizi care pot identifica și separa cu precizie REE folosind o membrană special dezvoltată.

Deoarece metodele tradiționale de separare sunt insuficiente, proiectul își propune să elaboreze noi tehnici, materiale și procese de separare.

Designul este condus de modelarea computațională, dezvoltată de Rachel Getman, cercetător principal și profesor asociat de inginerie chimică și biomoleculară la Clemson, împreună cu cercetătorii Christine Duval și Julie Renner, dezvoltând moleculele care se vor atașa la REE specifice.

Greenlee va analiza modul în care se comportă în apă și va evalua impactul asupra mediului și diferitele potențiale economice în situații variabile de proiectare și operare.

Profesorul de inginerie chimică Lauren Greenlee susține că: „astazi, se estimează că aproximativ 200.000 de tone de elemente de pământ rare sunt prinse în deșeurile de fosfogips neprelucrate numai în Florida”.

Echipa identifică că recuperarea tradițională este asociată cu bariere de mediu și economice, prin care acestea sunt în prezent recuperate din materiale compozite, care necesită arderea combustibililor fosili și necesită o forță de muncă intensivă.

Noul proiect se va concentra pe recuperarea lor într-un mod durabil și poate fi lansat la o scară mai mare pentru beneficii de mediu și economice.

Dacă proiectul are succes, ar putea reduce și dependența SUA de China pentru furnizarea de elemente de pământ rare.

Finanțarea proiectului Fundației Naționale pentru Știință

Proiectul Penn State REE este finanțat printr-un grant de patru ani de 571.658 USD, în valoare totală de 1,7 milioane USD, și este o colaborare cu Case Western Reserve University și Clemson University.

Modalități alternative de recuperare a elementelor pământului rare

Recuperarea RRE este de obicei efectuată folosind operațiuni la scară mică, de obicei prin levigare și extracție cu solvenți.

Deși este un proces simplu, levigarea necesită o cantitate mare de reactivi chimici periculoși, deci este nedorită comercial.

Extracția cu solvent este o tehnică eficientă, dar nu este foarte eficientă, deoarece necesită forță de muncă și necesită timp.

O altă modalitate obișnuită de recuperare a REE este prin agromining, cunoscută și sub denumirea de e-mining, care implică transportul deșeurilor electronice, cum ar fi computere vechi, telefoane și televizoare din diferite țări în China pentru extracția REE.

Potrivit Programului ONU pentru Mediu, peste 53 de milioane de tone de deșeuri electronice au fost generate în 2019, cu aproximativ 57 de miliarde de dolari materii prime care conțin REE și metale.

Deși adesea prezentată ca o metodă durabilă de reciclare a materialelor, nu este lipsită de propriul set de probleme care trebuie depășite.

Agrominitul necesită mult spațiu de depozitare, instalații de reciclare, deșeuri din depozitul de gunoi după recuperarea REE și implică costuri de transport, care necesită arderea combustibililor fosili.

Proiectul Penn State University are potențialul de a depăși unele dintre problemele asociate cu metodele tradiționale de recuperare a REE dacă își poate satisface propriile obiective de mediu și economice.

---

Ora postării: Mar-03-2022