Vir: Azo Mining

Kateri so redki zemeljski elementi in kje jih najdemo?

Redki zemeljski elementi (REE) vsebujejo 17 kovinskih elementov, sestavljenih iz 15 lantanidov na periodični tabeli:

Lanthanum

Cerium

Praseodim

Neodimij

Promethium

Samarij

Europium

Gadolinium

Terbij

Disprozija

Holmium

Erbium

Thulij

Ytterbium

Utetij

Skandij

Yttrium

Večina jih ni tako redko, kot nakazuje ime skupine, vendar so bili imenovani v 18. in 19. stoletju, v primerjavi z drugimi pogostejšimi elementi "Zemlje", kot sta apno in magnezija.

Cerium je najpogostejši REE in obilnejši od bakra ali svinca.

Vendar pa v geološkem smislu REE redko najdemo v koncentriranih nahajališčih, saj na primer premogovni šivi ekonomsko težko rudarijo.

Namesto tega jih najdemo v štirih glavnih občasnih vrstah kamnin; Karbonatiti, ki so nenavadne magnetne kamnine, pridobljene iz magma, bogate s karbonatom, alkalne nastavitve magnetnih nahajališč, ionsko-absorpcijskih nahajališč in nahajališč postavitve nosilcev monazita-xenotime.

Kitajska rudarira 95% redkih zemeljskih elementov, da bi zadovoljila povpraševanje po hi-tehnološkem življenjskem slogu in obnovljivi energiji

Kitajska od konca devetdesetih let prejšnjega stoletja prevladuje v proizvodnji REE in uporablja lastna ionsko absorpcijsko glineno nahajališča, znana kot "južnokitajske gline".

Kitajska je ekonomično, ker je glinena nahajališča preprosta, da izvlečejo REE iz uporabe šibkih kislin.

Redki zemeljski elementi se uporabljajo za vse vrste visokotehnološke opreme, vključno z računalniki, predvajalniki DVD-jev, mobilnimi telefoni, razsvetljavo, optiko vlaken, kamerami in zvočniki ter celo vojaško opremo, kot so jet motorji, sistemi za vodenje raket, sateliti in proti misile.

Cilj pariškega podnebnega sporazuma iz leta 2015 je omejiti globalno segrevanje na pod 2 ° C, po možnosti 1,5 ° C, pred-industrijske ravni. To je povečalo povpraševanje po obnovljivi energiji in električnih avtomobilih, za katere tudi REES zahteva, da deluje.

Leta 2010 je Kitajska napovedala, da bo zmanjšala izvoz REE za izpolnitev lastnega porasta povpraševanja, hkrati pa ohranila tudi svoj prevladujoč položaj za dobavo hi-tech opreme v preostali svet.

Kitajska je tudi v močnem gospodarskem položaju za nadzor nad oskrbo REE, potrebnih za obnovljive energije, kot so sončne panele, vetrne in plimovalne turbine, pa tudi električna vozila.

Projekt zajemanja zemeljskih elementov fosfogipsum gnojilo

Fosfogipsum je stranski proizvod gnojil in vsebuje naravno prisotne radioaktivne elemente, kot sta uran in torij. Zaradi tega je shranjen v nedogled, s pripadajočimi tveganji onesnaževanja tal, zraka in vode.

Zato so raziskovalci z univerze Penn State zasnovali večstopenjski pristop z uporabo inženirskih peptidov, kratkih nizov aminokislin, ki lahko natančno prepoznajo in ločijo REE z uporabo posebej razvite membrane.

Ker tradicionalne metode ločevanja niso zadostne, želi projekt oblikovati nove tehnike, materiale in procese.

Zasnova vodijo računalniško modeliranje, ki ga je razvila Rachel Getman, glavna preiskovalka in izredna profesorica za kemijsko in biomolekularno inženirstvo v Clemsonu, s preiskovalci Christine Duval in Julie Renner, ki razvijata molekule, ki se bodo zaskočile na posebne REES.

Greenlee bo pogledal, kako se obnašajo v vodi, in ocenil vpliv na okolje in različne gospodarske potenciale v okviru spremenljivih zasnov in operativnih situacij.

Profesorica kemijskega inženiringa Lauren Greenlee trdi, da: "Danes je približno 200.000 ton redkih zemeljskih elementov ujetih v nepredelane odpadke fosfogipsa samo na Floridi."

Skupina ugotovi, da je tradicionalno okrevanje povezano z okoljskimi in gospodarskimi ovirami, s katerimi se trenutno opomorejo iz sestavljenih materialov, ki zahtevajo kurjenje fosilnih goriv in je delovno intenzivno

Novi projekt se bo osredotočil na to, da jih bo na trajnosten način okreval in ga bo mogoče uvajati v večjem obsegu za okoljske in gospodarske koristi.

Če je projekt uspešen, bi lahko tudi zmanjšal odvisnost ZDA od Kitajske za zagotavljanje redkih zemeljskih elementov.

Financiranje projektov Nacionalne znanstvene fundacije

Projekt Penn State REE se financira s štiriletno donacijo v višini 571.658 dolarjev, v skupni vrednosti 1,7 milijona dolarjev in je sodelovanje z univerzo Case Western Reserve in univerzo Clemson.

Alternativni načini za obnovo redkih zemeljskih elementov

Obnovitev RRE se običajno izvaja z majhnimi operacijami, običajno z izpiranjem in ekstrakcijo topila.

Čeprav je preprost postopek, izpiranje zahteva veliko količino nevarnih kemičnih reagentov, zato je komercialno nezaželeno.

Ekstrakcija topila je učinkovita tehnika, vendar ni zelo učinkovita, saj je delovno intenzivna in zamudna.

Drug pogost način, da se REES pridobiva, je s pomočjo agrominiranja, znanega tudi kot e-ruševina, ki vključuje prevoz elektronskih odpadkov, kot so stari računalniki, telefoni in televizija iz različnih držav do Kitajske za pridobivanje REE.

Glede na program OZN Okolje je bilo v letu 2019 ustvarjenih več kot 53 milijonov ton e-odpadkov, pri čemer je bilo približno 57 milijard dolarjev surovin, ki vsebujejo REE in kovine.

Čeprav se pogosto oglašuje kot trajnostna metoda recikliranja materialov, je treba še vedno premagati brez lastnega nabora težav.

Agrominiranje zahteva veliko prostora za skladiščenje, recikliranje rastlin, odpadke odpadkov po okrevanju REE in vključuje stroške prevoza, ki zahtevajo kurjenje fosilnih goriv.

Projekt univerze Penn State lahko premaga nekatere težave, povezane s tradicionalnimi metodami okrevanja REE, če lahko zadovolji svoje okoljske in gospodarske cilje.

---

Čas objave: julij-04-2022