Sursa: Azo Mining

Care sunt elementele rare ale pământului și unde sunt găsite?

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

Lanthanum

Ceriu

Praseodim

Neodim

Prometiu

Samarium

Europiu

Gadolinium

Terbium

Disprosiu

Holmium

Erbium

Thuliu

Ytterbium

Utetium

Scandium

Yttrium

Majoritatea dintre ele nu sunt la fel de rare cum sugerează numele grupului, dar au fost numite în secolele XVIII și XIX, în comparație cu alte elemente „pământ” mai comune, cum ar fi var și magnezie.

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

Cu toate acestea, în termeni geologici, REE sunt rareori găsite în depozitele concentrate, deoarece cusăturile de cărbune, de exemplu, le fac dificil din punct de vedere economic.

În schimb, se găsesc în patru tipuri principale de roci neobișnuite; Carbonatitele, care sunt roci igrene neobișnuite derivate din magmele bogate în carbonat, setările igiene alcaline, depozitele de argilă cu absorbție ionică și depozitele de plasare a purtătorului de purtători de monazit-xenoto.

China Mine 95% din elementele rare ale Pământului pentru a satisface cererea de stiluri de viață de înaltă tehnologie și energie regenerabilă

De la sfârșitul anilor 1990, China a dominat producția REE, folosind propriile sale depozite de argilă cu absorbție ionică, cunoscute sub numele de „argile din China de Sud”.

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

Elementele de pământ rare sunt utilizate pentru tot felul de echipamente de înaltă tehnologie, inclusiv calculatoare, jucători DVD, telefoane mobile, iluminat, fibră optică, camere și difuzoare și chiar echipamente militare, cum ar fi motoare cu jet, sisteme de orientare pentru rachete, sateliți și apărare anti-rachetă.

Un obiectiv al acordului climatic din Paris din 2015 este de a limita încălzirea globală la sub 2 ˚C, de preferință 1,5 ˚C, niveluri pre-industriale. Aceasta a crescut cererea de energie regenerabilă și mașini electrice, care necesită, de asemenea, REE să funcționeze.

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

China este, 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 de maree, precum și vehicule electrice.

Fosfogypsum îngrășăminte pentru elemente de captare a Elementelor de pământ rare

Fosfogipsul este un produs secundar de îngrășământ și conține elemente radioactive care apar în mod natural, cum ar fi uraniu și toriu. Din acest motiv, este păstrat la nesfârșit, cu riscuri asociate de sol, aer și apă poluantă.

Prin urmare, cercetătorii de la Penn State University, au conceput o abordare pe mai multe etape folosind peptide proiectate, șiruri scurte de aminoacizi care pot identifica cu exactitate și separate 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.

Proiectarea este condusă de modelarea calculațională, dezvoltată de Rachel Getman, investigator principal și profesor asociat de inginerie chimică și biomoleculară la Clemson, cu anchetatorii Christine Duval și Julie Renner, dezvoltând moleculele care se vor lăsa pe Rees specifice.

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

Profesorul de inginerie chimică Lauren Greenlee, susține că: „Astăzi, aproximativ 200.000 de tone de elemente de pământ rare sunt prinse în deșeuri de fosfogipsum neprocesate doar în Florida.”

Echipa identifică faptul că recuperarea tradițională este asociată cu barierele de mediu și economice, prin care acestea sunt recuperate în prezent din materiale compozite, care necesită arderea combustibililor fosili și este intensiv în muncă

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

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

Finanțarea proiectului Fundației Naționale a Științei

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

Moduri alternative de recuperare a elementelor de pământ rare

Recuperarea RRE este de obicei efectuată folosind operații la scară mică, în mod obișnuit prin levigare și extracție de solvent.

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

Extragerea solventului este o tehnică eficientă, dar nu este foarte eficientă, deoarece este intensiv în muncă și consumă timp.

O altă modalitate comună de recuperare a REE este prin agrominare, cunoscută și sub denumirea de e-mining, care implică transportul de deșeuri electronice, cum ar fi computere vechi, telefoane și televiziune din diferite țări în China pentru extragerea REE.

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

Deși deseori este prezentat ca o metodă durabilă de reciclare a materialelor, nu este lipsit de propriul său set de probleme care trebuie să fie depășite.

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

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

---

Timpul post: 03-2022 MAR