Lähde: Azo -kaivos

Mitkä ovat harvinaiset maametallit ja mistä ne löytyvät?

Harvinaisten maametallien elementit (REES) käsittävät 17 metallista elementtiä, jotka koostuvat 15 lantanidista jaksollisessa taulukossa:

Lanthanum

Cerium

Praseodyymi

Neodymium

Prometium

Samarium

Europium

Gadoliini

Terbiumi

Dysprosium

Holmium

Erbium

Thulium

Ytterbium

Uuttium

Skandium

Yttrium

Suurin osa niistä ei ole niin harvinaisia ​​kuin ryhmän nimi viittaa, mutta ne on nimetty 1800- ja 1800 -luvulla verrattuna muihin yleisimpiin "maapallon" elementteihin, kuten kalkki ja magnesia.

Cerium on yleisin REE ja runsaampi kuin kupari tai lyijy.

Geologisessa mielessä Rees löytyy kuitenkin harvoin keskittyneistä talletuksista esimerkiksi hiilisaumoina, jotka tekevät niistä taloudellisesti vaikeaa kaivosta.

Niitä sen sijaan löytyy neljästä pääasiallisesta kivityypistä; Hibonatites, jotka ovat epätavallisia kivisiä kiviä, jotka on johdettu karbonaattirikkaista magmoista, alkalista tuntemattomista olosuhteista, ionin imeytymisen savivarastoista ja monazite-ksenotime-kantajien sijoittajien talletuksista.

Kiina kaivottaa 95% harvinaisista maametalloseosista tyydyttääkseen Hi-Tech-elämäntavan ja uusiutuvan energian kysynnän

1990-luvun lopusta lähtien Kiina on hallinnut REE-tuotantoa hyödyntäen omia ionin imeytymisatutalletuksia, jotka tunnetaan nimellä 'Etelä-Kiinan savet'.

Kiinan on taloudellinen, koska savikerrostumat ovat helppoja poimia REE: ää heikkojen happojen käytöstä.

Harvinaisten maametallien elementtejä käytetään kaikenlaisiin Hi-Tech-laitteisiin, mukaan lukien tietokoneet, DVD-pelaajat, matkapuhelimet, valaistus, kuituoptiikka, kamerat ja kaiuttimet sekä jopa sotilasvarusteet, kuten suihkumoottorit, ohjusohjausjärjestelmät, satelliitit ja ehtojen vastainen puolustus.

Vuoden 2015 Pariisin ilmastosopimuksen tavoitteena on rajoittaa ilmaston lämpeneminen alle 2 ° C: seen, mieluiten 1,5 ° C: sta, esiteollisuustasot. Tämä on lisännyt uusiutuvan energian ja sähköautojen kysyntää, jotka vaativat myös REES: n toiminnan.

Vuonna 2010 Kiina ilmoitti vähentävänsä REE-vientiä oman kysynnän nousun täyttämiseksi, mutta säilyttäisi myös hallitsevan asemansa hi-tech-laitteiden toimittamiseksi muulle maailmalle.

Kiina on myös vahvassa taloudellisessa asemassa uusiutuvien energialähteiden, kuten aurinkopaneelien, tuulen ja vuorovesivoiman turbiinien, sekä sähköajoneuvojen tarjonnan hallitsemiseksi.

Fosfogypsumin lannoite Harvinainen maametallit Kaappausprojekti

Fosfogypsum on lannoitteen sivutuote ja sisältää luonnossa esiintyviä radioaktiivisia elementtejä, kuten uraania ja toriumia. Tästä syystä sitä varastoidaan määräämättömäksi ajaksi, ja siihen liittyvät riskit maaperän, ilman ja veden saastuttamiseen.

Siksi Penn State Universityn tutkijat ovat suunnitelleet monivaiheisen lähestymistavan käyttämällä suunnitellut peptidit, aminohappojen lyhyet jouset, jotka pystyvät tunnistamaan tarkasti ja erottamaan REE: t käyttämällä erityisesti kehitettyä kalvoa.

Koska perinteiset erotusmenetelmät eivät ole riittämättömiä, projektin tavoitteena on suunnitella uusia erotustekniikoita, materiaaleja ja prosesseja.

Suunnittelua johtaa Clemsonin päätutkija ja kemiallisen ja biomolekyylin tekniikan päätutkija ja apulaisprofessori Rachel Getmanin kehittämä laskennallinen mallinnus, tutkijoiden Christine Duvalin ja Julie Rennerin kanssa kehittäen molekyylejä, jotka lukitsevat tiettyihin REES: iin.

Greenlee tarkastelee sitä, kuinka ne käyttäytyvät vedessä ja arvioivat ympäristövaikutuksia ja erilaisia ​​taloudellisia potentiaaleja muuttuvan suunnittelu- ja toimintatilanteissa.

Kemiantekniikan professori Lauren Greenlee väittää, että: "Nykyään arviolta 200 000 tonnia harvinaisia ​​maametallit ovat loukussa pelkästään Floridassa käsittelemättömissä fosfogypsijäteissä."

Ryhmä tunnistaa, että perinteinen toipuminen liittyy ympäristö- ja taloudellisiin esteisiin, jolloin ne ovat tällä hetkellä talteenotettuja komposiittimateriaaleista, jotka vaativat fossiilisten polttoaineiden polttamista ja ovat työvoimavaltaisia

Uudessa projektissa keskitytään niiden palauttamiseen kestävällä tavalla, ja se voidaan ottaa laajemmassa mittakaavassa ympäristö- ja taloudellisiin etuihin.

Jos projekti onnistuu, se voi myös vähentää Yhdysvaltojen riippuvuutta Kiinasta harvinaisten maametallien elementtien tarjoamiseksi.

National Science Foundation -hankkeen rahoitus

Penn State REE -projekti rahoitetaan nelivuotisella 571 658 dollarilla, yhteensä 1,7 miljoonaa dollaria, ja se on yhteistyö Case Western Reserve Universityn ja Clemsonin yliopiston kanssa.

Vaihtoehtoisia tapoja palauttaa harvinaiset maametallit

RRE: n talteenotto suoritetaan tyypillisesti pienimuotoisilla toiminnoilla, yleisesti huuhtoamalla ja liuottimen uuttamalla.

Vaikka yksinkertainen prosessi, huuhtoaminen vaatii suuren määrän vaarallisia kemiallisia reagensseja, niin ei ole toivottavaa kaupallisesti.

Liuottimen uutto on tehokas tekniikka, mutta ei ole kovin tehokas, koska se on työvoimavaltainen ja aikaa vievä.

Toinen yleinen tapa REES: n palauttamiselle on maatalouden kautta, joka tunnetaan myös nimellä E-MINING, johon sisältyy elektronisen jätteen, kuten vanhojen tietokoneiden, puhelimien ja television, kuljettaminen REE: n louhintaa varten.

YK: n ympäristöohjelman mukaan vuonna 2019 syntyi yli 53 miljoonaa tonnia e-jätteitä, ja REES ja metallit sisälsivät noin 57 miljardia dollaria.

Vaikka se on usein mainittu kestävänä menetelmänä materiaalien kierrätysmenetelmänä, se ei ole vielä omia ongelmiaan, jotka on vielä voitettava.

Agrominointi vaatii paljon varastotilaa, kierrätyslaitoksia, kaatopaikkajätteitä REE: n palautuksen jälkeen, ja siihen sisältyy kuljetuskustannuksia, jotka vaativat fossiilisten polttoaineiden polttamista.

Penn State University -projektilla on potentiaalia voittaa joitain perinteisiin REE -palautumismenetelmiin liittyvistä ongelmista, jos se pystyy tyydyttämään omat ympäristö- ja taloudelliset tavoitteensa.

---

Viestin aika: heinäkuu-04-2022