извор: AZO Mining

Што се ретки земјени елементи и каде се наоѓаат?

Ретките земни елементи (РЕЕ) се состојат од 17 метални елементи, составени од 15 лантаниди во периодниот систем:

Лантанум

Цериум

Празеодиум

Неодиум

Прометиум

Самариум

Европиум

Гадолиниум

Тербиум

Диспрозиум

Холмиум

Ербиум

Тулиум

Итербиум

Утетиум

Скандиум

Итриум

Повеќето од нив не се толку ретки како што сугерира името на групата, но биле именувани во 18-ти и 19-ти век, во споредба со други почести „земјени“ елементи како што се вар и магнезиум.

Цериумот е најчестата REE и е позастапен од бакарот или оловото.

Сепак, од геолошка гледна точка, REE ретко се наоѓаат во концентрирани наоѓалишта, бидејќи на пример, јагленовите слоеви го отежнуваат нивното ископување економски.

Наместо тоа, тие се наоѓаат во четири главни невообичаени типови карпи; карбонатити, кои се невообичаени магматски карпи добиени од магми богати со карбонат, алкални магматски средини, глинени наслаги со апсорпција на јони и наслаги од плацери што носат моназит-ксенотим.

Кина ископува 95% од ретките елементи за да ја задоволи побарувачката за високотехнолошки начин на живот и обновлива енергија

Од крајот на 1990-тите, Кина доминира во производството на REE, користејќи ги сопствените наоѓалишта на глина што апсорбираат јони, познати како „Јужнокинески глини“.

За Кина е економично да го прави тоа бидејќи од глинените наоѓалишта е лесно да се екстрахираат RES со употреба на слаби киселини.

Ретките земни елементи се користат за сите видови високотехнолошка опрема, вклучувајќи компјутери, DVD плеери, мобилни телефони, осветлување, оптички влакна, камери и звучници, па дури и воена опрема, како што се млазни мотори, системи за водење ракети, сателити и противракетна одбрана.

Целта на Парискиот климатски договор од 2015 година е да се ограничи глобалното затоплување на под 2 ˚C, по можност 1,5 ˚C, прединдустриските нивоа. Ова ја зголеми побарувачката за обновлива енергија и електрични автомобили, за кои исто така се потребни обновливи енергетски обновливи извори за да работат.

Во 2010 година, Кина објави дека ќе го намали извозот на REE за да го задоволи сопствениот пораст на побарувачката, но исто така ќе ја задржи својата доминантна позиција за снабдување со високотехнолошка опрема за остатокот од светот.

Кина е исто така во силна економска позиција да го контролира снабдувањето со REE потребни за обновливи извори на енергија, како што се соларни панели, ветерни и турбини за плима и осека, како и електрични возила.

Проект за собирање на ретки земски елементи од фосфогипсум

Фосфогипсот е нуспроизвод на ѓубриво и содржи природно присутни радиоактивни елементи како што се ураниум и ториум. Поради оваа причина, се складира на неодредено време, со поврзани ризици од загадување на почвата, воздухот и водата.

Затоа, истражувачите на Државниот универзитет во Пенсилванија осмислија повеќестепен пристап користејќи инженерски обработени пептиди, кратки низи од аминокиселини кои можат прецизно да ги идентификуваат и одвојат REE користејќи специјално развиена мембрана.

Бидејќи традиционалните методи на сепарација се недоволни, проектот има за цел да осмисли нови техники, материјали и процеси на сепарација.

Дизајнот е предводен од компјутерско моделирање, развиено од Рејчел Гетман, главен истражувач и вонреден професор по хемиско и биомолекуларно инженерство во Клемсон, со истражувачите Кристин Дувал и Џули Ренер, кои ги развиваат молекулите што ќе се закачат на специфични REE.

Гринли ќе разгледа како тие се однесуваат во вода и ќе го процени влијанието врз животната средина и различните економски потенцијали под варијабилни ситуации на дизајнирање и работа.

Професорката по хемиски инженеринг, Лорен Гринли, тврди дека: „денес, околу 200.000 тони ретки земни елементи се заробени во непреработен отпад од фосфогипс само во Флорида“.

Тимот идентификува дека традиционалното обновување е поврзано со еколошки и економски бариери, при што тие во моментов се обновуваат од композитни материјали, кои бараат согорување на фосилни горива и се трудоинтензивни.

Новиот проект ќе се фокусира на нивно обновување на одржлив начин и може да се спроведе во поголем обем за еколошки и економски придобивки.

Доколку проектот биде успешен, тој би можел да ја намали и зависноста на САД од Кина за снабдување со ретки земни елементи.

Финансирање на проекти од Националната научна фондација

Проектот „Регионална економија на Универзитетот Пен Стејт“ е финансиран со четиригодишен грант од 571.658 долари, во вкупен износ од 1,7 милиони долари, и е во соработка со Универзитетот „Кејс Вестерн Резерв“ и Универзитетот „Клемсон“.

Алтернативни начини за обновување на ретките земски елементи

Обновувањето на RRE обично се врши со користење на операции од мал обем, најчесто со испирање и екстракција со растворувач.

Иако е едноставен процес, лужењето бара голема количина на опасни хемиски реагенси, па затоа е непожелно комерцијално.

Екстракцијата со растворувач е ефикасна техника, но не е многу ефикасна бидејќи бара многу труд и време.

Друг вообичаен начин за обновување на ОИЕ е преку агрорударство, познато и како е-рударство, што вклучува транспорт на електронски отпад, како што се стари компјутери, телефони и телевизори од различни земји во Кина за екстракција на ОИЕ.

Според Програмата за животна средина на ООН, во 2019 година се генерирани над 53 милиони тони е-отпад, при што суровини во вредност од околу 57 милијарди долари содржат РЕО и метали.

Иако често се промовира како одржлив метод за рециклирање материјали, тој не е без свои проблеми што сè уште треба да се надминат.

Агрорударството бара многу простор за складирање, постројки за рециклирање, отпад од депонии по обновувањето на РЕО и вклучува трошоци за транспорт, кои бараат согорување на фосилни горива.

Проектот на Државниот универзитет во Пенсилванија има потенцијал да надмине некои од проблемите поврзани со традиционалните методи за обновување на REE, доколку може да ги задоволи сопствените еколошки и економски цели.

---

Време на објавување: 04.07.2022