Источник: Azo Mining

Что такое редкоземельные элементы и где они находятся?

Редко -земные элементы (REE) включают 17 металлических элементов, состоящих из 15 лантаноидов на периодической таблице:

Лантан

Cerium

Празедимиум

Неодим

Прометий

Самарий

Европий

Гадолиний

Тербий

Диспрозиум

Холмий

Эрбий

Тулий

Иттербий

Утотеевая

Скандий

Иттрий

Большинство из них не так редки, как предполагает название группы, но было названо в 18 -м и 19 -м веках, по сравнению с другими более распространенными элементами «Земли», такими как Лайм и Магнезия.

Cerium является наиболее распространенным REE и более распространенным, чем медь или свинец.

Однако в геологических терминах Рис редко встречается в концентрированных отложениях, так как угольные швы, например, затрудняют их экономически трудным.

Вместо этого они встречаются в четырех основных необычных типах скал; карбонатиты, которые представляют собой необычные магматические породы, полученные из богатых карбонатом магменов, щелочных магматических настройки, ионопоглощающих глинистых отложений и отложений россыпников с монацитом-ксу.

Китайские шахты 95% редкоземельных элементов, чтобы удовлетворить спрос на высокотехнологичный образ жизни и возобновляемую энергию

С конца 1990-х годов Китай доминировал в производстве REE, используя свои собственные ионно-поглощенные глинистые месторождения, известные как «глины Южно-Китай».

Для Китая экономично, потому что глинистые отложения просты в извлечении REE с использованием слабых кислот.

Элементы редкоземельи используются для всех видов высокотехнологичного оборудования, включая компьютеры, DVD-игроки, мобильные телефоны, освещение, волокнистую оптику, камеры и динамики и даже военную технику, такую ​​как реактивные двигатели, системы ракетных наград, спутники и анти-миссилированная оборона.

Целью парижского климатического соглашения 2015 года является ограничение глобального потепления ниже 2 ° C, предпочтительно 1,5 ° C, доиндустриальные уровни. Это увеличило спрос на возобновляемую энергию и электромобили, которые также требуют работы REE.

В 2010 году Китай объявил, что сократит экспорт REE для выполнения собственного роста спроса, но также сохранит свое доминирующее положение для снабжения высокотехнологичного оборудования для остального мира.

Китай также находится в сильном экономическом положении, чтобы контролировать поставку REES, необходимые для возобновляемых энергий, таких как солнечные панели, ветер и приливные силовые турбины, а также электромобили.

Фосфогипсум удобрения редкоземельных элементов проекта захвата

Фосфогипс является побочным продуктом удобрений и содержит естественные радиоактивные элементы, такие как уран и торий. По этой причине он хранится на неопределенный срок, с связанными рисками загрязнения почвы, воздуха и воды.

Таким образом, исследователи из Университета штата Пенсильвания разработали многоэтажный подход с использованием инженерных пептидов, коротких строк аминокислот, которые могут точно идентифицировать и отделить REE с использованием специально разработанной мембраны.

Поскольку традиционные методы разделения недостаточны, проект направлен на разработку новых методов разделения, материалов и процессов.

Дизайн возглавляет вычислительное моделирование, разработанное Рэйчел Гетман, главным исследователем и доцентом химической и биомолекулярной инженерии в Клемсоне, с исследователями Кристиной Дюваль и Джули Реннер, разрабатывающие молекулы, которые будут привязаться к конкретным Рису.

Гринли рассмотрит, как они ведут себя в воде, и оценит воздействие на окружающую среду и различные экономические потенциалы в рамках переменных проектирования и эксплуатационных ситуаций.

Профессор химического машиностроения Лорен Гринли утверждает, что: «Сегодня около 200 000 тонн редкоземельных элементов попадают в необработанные фосфогипсумные отходы только у Флориды».

Команда определяет, что традиционное восстановление связано с экологическими и экономическими барьерами, в результате чего они в настоящее время восстанавливаются из композитных материалов, которые требуют сжигания ископаемого топлива и являются трудоемким.

Новый проект сосредоточится на их восстановлении устойчивым образом и может быть развернут в более широком масштабе для экологических и экономических выгод.

Если проект будет успешным, он также может снизить зависимость США от Китая от предоставления редкоземельных элементов.

Финансирование проекта Национального научного фонда

Проект Penn State REE финансируется за счет четырехлетнего гранта в размере 571 658 долл. США, на общую сумму 1,7 млн. Долл. США, и является сотрудничеством с Университетом Case Western Reserve и Университетом Клемсона.

Альтернативные способы восстановления редкоземельных элементов

Восстановление RRE обычно выполняется с использованием мелких операций, обычно путем выщелачивания и извлечения растворителя.

Несмотря на простой процесс, выщелачивание требует большого количества опасных химических реагентов, то есть нежелательно.

Извлечение растворителя является эффективной техникой, но не очень эффективна, потому что она трудоемкая и требует много времени.

Еще один распространенный способ восстановления Риса-это агроминг, также известный как электронная точка, которая включает в себя транспортировку электронных отходов, таких как старые компьютеры, телефоны и телевидение из разных стран в Китай для извлечения REE.

Согласно программе ООН по окружающей среде, в 2019 году было получено более 53 миллионов тонн электронных отходов, причем около 57 миллиардов долларов сырья, содержащего Рис и металлы.

Хотя это часто рекламируется как устойчивый метод переработки материалов, он не без собственного набора проблем, которые все еще необходимо преодолеть.

Агромининг требует много места для хранения, переработки заводов, отходов для захоронения после восстановления RE

Проект Университета штата Пенн может преодолеть некоторые проблемы, связанные с традиционными методами восстановления REE, если он может удовлетворить свои собственные экологические и экономические цели.

---

Пост времени: MAR-03-2022