Sumber: Azo Mining

Apakah unsur -unsur nadir bumi dan di mana mereka dijumpai?

Unsur -unsur nadir bumi (Rees) terdiri daripada 17 elemen logam, yang terdiri daripada 15 lanthanides pada jadual berkala:

Lanthanum

Cerium

Praseodymium

Neodymium

Promethium

Samarium

Europium

Gadolinium

Terbium

Dysprosium

Holmium

Erbium

Thulium

Ytterbium

Utetium

Scandium

Yttrium

Kebanyakan mereka tidak jarang seperti nama kumpulan yang dicadangkan tetapi dinamakan pada abad ke -18 dan ke -19, berbanding dengan unsur -unsur 'bumi' yang lebih biasa seperti kapur dan magnesia.

Cerium adalah REE yang paling biasa dan lebih banyak daripada tembaga atau plumbum.

Walau bagaimanapun, dalam istilah geologi, REE jarang ditemui dalam deposit tertumpu sebagai lipit arang batu, sebagai contoh, menjadikan mereka sukar untuk saya.

Mereka ditemui dalam empat jenis batu utama yang tidak biasa; Karbonat, yang merupakan batu-batu yang tidak biasa yang diperolehi daripada magmas yang kaya dengan karbonat, tetapan igneus alkali, deposit tanah liat penyerapan ion, dan deposit penempatan pembawa monazit-xenotime.

China Mines 95% unsur-unsur nadir bumi untuk memenuhi permintaan untuk gaya hidup berteknologi tinggi dan tenaga boleh diperbaharui

Sejak akhir 1990-an, China telah menguasai pengeluaran REE, menggunakan deposit tanah liat penyerapan ionnya sendiri, yang dikenali sebagai 'tanah liat China Selatan'.

Adalah menjimatkan untuk China kerana deposit tanah liat adalah mudah untuk mengekstrak rees daripada menggunakan asid lemah.

Unsur-unsur nadir bumi digunakan untuk pelbagai peralatan berteknologi tinggi, termasuk komputer, pemain DVD, telefon bimbit, pencahayaan, optik serat, kamera dan penceramah, dan juga peralatan ketenteraan, seperti enjin jet, sistem bimbingan peluru berpandu, satelit, dan pertahanan anti-misil.

Objektif Perjanjian Iklim Paris 2015 adalah untuk mengehadkan pemanasan global ke bawah 2 ˚C, sebaiknya 1.5 ˚C, tahap pra-perindustrian. Ini telah meningkatkan permintaan untuk tenaga boleh diperbaharui dan kereta elektrik, yang juga memerlukan REE untuk beroperasi.

Pada tahun 2010, China mengumumkan ia akan mengurangkan eksport REE untuk memenuhi kenaikan permintaannya sendiri, tetapi juga mengekalkan kedudukan dominannya untuk membekalkan peralatan berteknologi tinggi ke seluruh dunia.

China juga berada dalam kedudukan ekonomi yang kuat untuk mengawal bekalan Rees yang diperlukan untuk tenaga boleh diperbaharui seperti panel solar, angin, dan turbin kuasa pasang surut, serta kenderaan elektrik.

Projek Penangkapan Elemen Rangka Bumi Phosphogypsum

Phosphogypsum adalah hasil sampingan baja dan mengandungi unsur-unsur radioaktif yang semulajadi seperti uranium dan torium. Atas sebab ini, ia disimpan selama -lamanya, dengan risiko yang berkaitan dengan mencemarkan tanah, udara, dan air.

Oleh itu, para penyelidik di Penn State University, telah mencipta pendekatan multistage menggunakan peptida kejuruteraan, rentetan pendek asid amino yang dapat mengenal pasti dan memisahkan rees dengan tepat menggunakan membran yang dibangunkan khas.

Oleh kerana kaedah pemisahan tradisional tidak mencukupi, projek ini bertujuan untuk merangka teknik, bahan, dan proses pemisahan baru.

Reka bentuk ini diketuai oleh pemodelan pengkomputeran, yang dibangunkan oleh Rachel Getman, penyiasat utama dan profesor kejuruteraan kimia dan biomolekul di Clemson, dengan penyiasat Christine Duval dan Julie Renner, membangunkan molekul yang akan mengepung Rees tertentu.

Greenlee akan melihat bagaimana mereka berkelakuan dalam air dan akan menilai kesan alam sekitar dan potensi ekonomi yang berbeza di bawah reka bentuk dan situasi operasi yang berubah -ubah.

Profesor Kejuruteraan Kimia Lauren Greenlee, mendakwa bahawa: "Hari ini, kira -kira 200,000 tan unsur -unsur nadir bumi terperangkap dalam sisa phosphogypsum yang tidak diproses di Florida sahaja."

Pasukan mengenal pasti bahawa pemulihan tradisional dikaitkan dengan halangan alam sekitar dan ekonomi, di mana mereka kini pulih dari bahan komposit, yang memerlukan pembakaran bahan api fosil dan intensif buruh

Projek baru ini akan memberi tumpuan kepada memulihkannya dengan cara yang mampan dan boleh dilancarkan pada skala yang lebih besar untuk manfaat alam sekitar dan ekonomi.

Sekiranya projek itu berjaya, ia juga dapat mengurangkan kebergantungan Amerika Syarikat ke China kerana menyediakan unsur -unsur nadir bumi.

Pembiayaan Projek Yayasan Sains Kebangsaan

Projek Penn State REE dibiayai oleh geran empat tahun sebanyak $ 571,658, berjumlah $ 1.7 juta, dan merupakan kerjasama dengan Case Western Reserve University dan Clemson University.

Cara alternatif untuk memulihkan unsur -unsur nadir bumi

Pemulihan RRE biasanya dijalankan menggunakan operasi berskala kecil, biasanya oleh pengekstrakan dan pengekstrakan pelarut.

Walaupun proses yang mudah, larutan memerlukan kuantiti reagen kimia berbahaya yang tinggi, begitu juga dengan komersil yang tidak diingini.

Pengekstrakan pelarut adalah teknik yang berkesan tetapi tidak begitu berkesan kerana ia adalah intensif buruh dan memakan masa.

Satu lagi cara yang biasa untuk REEs pulih adalah melalui agromining, juga dikenali sebagai E-perlombongan, yang melibatkan pengangkutan sisa elektronik, seperti komputer lama, telefon, dan televisyen dari pelbagai negara ke China untuk pengekstrakan REE.

Menurut Program Alam Sekitar PBB, lebih 53 juta tan e-waste dihasilkan pada tahun 2019, dengan sekitar $ 57 bilion bahan mentah yang mengandungi REE dan logam.

Walaupun sering disebut sebagai kaedah kitar semula bahan kitar semula, ia bukan tanpa masalah tersendiri yang masih perlu diatasi.

Agromining memerlukan banyak ruang penyimpanan, loji kitar semula, sisa tapak pelupusan selepas pemulihan REE, dan melibatkan kos pengangkutan, yang memerlukan bahan bakar fosil yang terbakar.

Projek Penn State University berpotensi untuk mengatasi beberapa masalah yang berkaitan dengan kaedah pemulihan REE tradisional jika ia dapat memenuhi objektif alam sekitar dan ekonomi sendiri.

---

Masa Post: Jul-04-2022