منبع: معدن آزو

عناصر نادر زمین چیست و آنها کجا یافت می شوند؟

عناصر نادر زمین (REE) شامل 17 عنصر فلزی است که از 15 لانتانید در جدول تناوبی تشکیل شده است:

لانتان

سریم

پراسودیمیم

نیودیمیم

پرویتییم

ساماریوم

یونانی

گودولین

تربیوم

دلهره

هولمیوم

جبهه

توولیوم

یرتربیوم

اوتیم

رسوایی

یدتیم

بیشتر آنها به اندازه نام گروهی که نشان می دهد نادر نیست ، اما در قرن 18 و 19 نامگذاری شده است ، در مقایسه با سایر عناصر رایج "زمین" مانند آهک و منیزیم.

Cerium رایج ترین REE و فراوان تر از مس یا سرب است.

با این حال ، از نظر زمین شناسی ، REE به ندرت در سپرده های متمرکز به عنوان درزهای زغال سنگ یافت می شود ، به عنوان مثال ، آنها را از نظر اقتصادی دشوار می کند.

در عوض آنها در چهار نوع اصلی سنگ غیر معمول یافت می شوند. کربناتیت ها ، که سنگهای آذرین غیرمعمول هستند که از ماگماهای غنی از کربنات ، تنظیمات آذرین قلیایی ، سپرده های خاک رس جذب یون و رسوبات حامل مونازیت- xenotime گرفته می شوند.

چین 95 ٪ از عناصر نادر زمین را برای برآورده کردن تقاضا برای سبک زندگی فناوری و انرژی تجدید پذیر معدن می کند

از اواخر دهه 1990 ، چین بر تولید REE حاکم بود و از ذخایر رسوب رسوب یون جذب خود ، معروف به "خاک رس چین جنوبی" استفاده کرد.

انجام این کار برای چین اقتصادی است زیرا رسوبات رس برای استخراج REE از استفاده از اسیدهای ضعیف ساده است.

عناصر نادر زمین برای انواع تجهیزات Hi-Tech از جمله رایانه ها ، پخش کننده های DVD ، تلفن های همراه ، روشنایی ، فیبر نوری ، دوربین و بلندگو و حتی تجهیزات نظامی مانند موتورهای جت ، سیستم های راهنمایی موشکی ، ماهواره ها و دفاع ضد موشکی استفاده می شود.

هدف از توافق نامه آب و هوایی پاریس 2015 محدود کردن گرم شدن کره زمین به زیر 2 درجه سانتیگراد ، ترجیحاً 1.5 درجه سانتیگراد ، سطح قبل از صنعت است. این امر باعث افزایش تقاضا برای انرژی های تجدید پذیر و اتومبیل های برقی شده است که برای کار نیز به REE نیز نیاز دارند.

در سال 2010 ، چین اعلام کرد که صادرات REE را برای تحقق افزایش تقاضا کاهش می دهد ، اما همچنین موقعیت غالب خود را برای تأمین تجهیزات فناوری پیشرفته به سایر نقاط جهان حفظ می کند.

چین همچنین در موقعیت اقتصادی قوی برای کنترل تأمین انرژی مورد نیاز برای انرژی های تجدید پذیر مانند پانل های خورشیدی ، باد و توربین های برق جزر و مد و همچنین وسایل نقلیه برقی قرار دارد.

کود فسفوگیپسوم پروژه ضبط عناصر زمین نادر زمین

Phosphogypsum محصول جانبی کود است و حاوی عناصر رادیواکتیو طبیعی مانند اورانیوم و توریم است. به همین دلیل ، آن را به طور نامحدود و با خطرات مرتبط با آلاینده خاک ، هوا و آب ذخیره می شود.

بنابراین ، محققان در دانشگاه ایالتی پن ، با استفاده از پپتیدهای مهندسی شده ، رشته های کوتاه اسیدهای آمینه که می توانند با استفاده از یک غشای خاص توسعه یافته ، یک روش چند مرحله ای را با استفاده از پپتیدهای مهندسی شده ، رشته های کوتاه اسیدهای آمینه ابداع کرده اند.

از آنجا که روش های جداسازی سنتی کافی نیست ، این پروژه با هدف تدوین تکنیک ها ، مواد و فرآیندهای جدایی جدید انجام می شود.

این طرح توسط مدل سازی محاسباتی هدایت می شود ، که توسط راشل گتمن ، محقق اصلی و استادیار مهندسی شیمیایی و زیست مولکولی در Clemson ساخته شده است ، با محققان کریستین دووال و جولی رنر ، مولکولهایی را تهیه می کنند که به Rees خاص می پردازند.

گرینلی به نحوه رفتار آنها در آب می پردازد و تأثیرات زیست محیطی و پتانسیل های مختلف اقتصادی را تحت طراحی متغیر و شرایط عملیاتی ارزیابی می کند.

استاد مهندسی شیمی ، لورن گرینلی ، ادعا می کند که: "امروز ، حدود 200،000 تن عناصر نادر زمین در زباله های فسفوژیپوم فرآوری نشده در فلوریدا به دام می افتند."

این تیم مشخص می کند که بهبود سنتی با موانع زیست محیطی و اقتصادی همراه است ، به موجب آن در حال حاضر آنها از مواد کامپوزیتی بهبود می یابند ، که به سوختگی سوخت های فسیلی نیاز دارند و پر کار است

این پروژه جدید بر بازیابی آنها به روشی پایدار متمرکز خواهد شد و ممکن است در مقیاس بزرگتر برای مزایای زیست محیطی و اقتصادی قرار گیرد.

اگر این پروژه موفقیت آمیز باشد ، می تواند وابستگی ایالات متحده به چین را برای تهیه عناصر نادر زمین کاهش دهد.

بودجه پروژه بنیاد علوم ملی

پروژه پن ایالت REE با کمک هزینه چهار ساله 571،658 دلار ، در مجموع 1.7 میلیون دلار تأمین می شود و همکاری با دانشگاه Case Western Reserve و دانشگاه Clemson است.

راه های جایگزین برای بازیابی عناصر نادر زمین

بازیابی RRE به طور معمول با استفاده از عملیات در مقیاس کوچک ، معمولاً با شستشوی و استخراج حلال انجام می شود.

اگرچه یک فرآیند ساده ، شستشو به مقدار زیادی از معرفهای شیمیایی خطرناک نیاز دارد ، بنابراین از نظر تجاری نامطلوب است.

استخراج حلال یک تکنیک مؤثر است اما بسیار کارآمد نیست زیرا این کار فشرده و وقت گیر است.

یکی دیگر از راههای متداول برای بازیابی Rees ، از طریق زراعت شناسی است که به عنوان پست الکترونیکی نیز شناخته می شود ، که شامل حمل و نقل زباله های الکترونیکی مانند رایانه های قدیمی ، تلفن ها و تلویزیون از کشورهای مختلف به چین برای استخراج REE است.

براساس برنامه محیط زیست سازمان ملل ، بیش از 53 میلیون تن زباله های الکترونیکی در سال 2019 تولید شده است که حدود 57 میلیارد دلار مواد اولیه حاوی REE و فلزات است.

اگرچه غالباً به عنوان یک روش پایدار برای بازیافت مواد مورد توجه قرار می گیرد ، اما بدون مجموعه مشکلات خاص خود نیست که هنوز هم باید برطرف شود.

زراعت به فضای ذخیره سازی زیادی ، گیاهان بازیافت ، زباله های دفن زباله پس از بازیابی Ree نیاز دارد و شامل هزینه های حمل و نقل است که به سوخت های فسیلی نیاز دارد.

پروژه دانشگاه ایالتی پن این پتانسیل را دارد که در صورتی که بتواند اهداف زیست محیطی و اقتصادی خود را برآورده کند ، می تواند بر برخی از مشکلات مرتبط با روشهای سنتی بازیابی REE غلبه کند.

---

زمان پست: ژوئیه 04-2022