šaltinis: AZO MiningKas yra retųjų žemių elementai ir kur jie randami?Retųjų žemių elementus (REE) sudaro 17 metalinių elementų, sudarytų iš 15 lantanidų periodinėje lentelėje:LantanasCerisPrazeodimisNeodimisPrometisSamarisEuropiumasGadolinisTerbisDisprozisHolmisErbisTulisIterbisUteciumasSkandisItrisDauguma jų nėra tokie reti, kaip rodo grupės pavadinimas, tačiau buvo pavadinti XVIII ir XIX amžiuje, palyginti su kitais dažnesniais „žemės“ elementais, tokiais kaip kalkės ir magnezija.Ceris yra labiausiai paplitęs retųjų metalų elementas ir jo yra daugiau nei vario ar švino.Tačiau geologiniu požiūriu retųjų elementų retai aptinkama koncentruotuose telkiniuose, nes, pavyzdžiui, anglies klodai juos ekonomiškai apsunkina kasant.Jie randami keturiuose pagrindiniuose neįprastuose uolienų tipuose: karbonatituose, kurie yra neįprastos magminės uolienos, susidariusios iš karbonatų turtingų magmų, šarminėse magminėse aplinkose, jonus absorbuojančio molio nuosėdose ir monacito-ksenotimo nešėjų placerų nuosėdose.Kinija išgauna 95 % retųjų žemių elementų, kad patenkintų aukštųjų technologijų gyvenimo būdo ir atsinaujinančios energijos paklausąNuo XX a. dešimtojo dešimtmečio pabaigos Kinija dominuoja retųjų žemių gamyboje, naudodama savo jonus sugeriančio molio telkinius, vadinamus „Pietų Kinijos moliais“.Kinijai tai ekonomiškai naudinga, nes iš molio telkinių lengva išgauti retųjų elementų naudojant silpnas rūgštis.Retųjų žemių elementai naudojami visų rūšių aukštųjų technologijų įrangai, įskaitant kompiuterius, DVD grotuvus, mobiliuosius telefonus, apšvietimą, šviesolaidį, kameras ir garsiakalbius, ir net karinę įrangą, pavyzdžiui, reaktyvinius variklius, raketų valdymo sistemas, palydovus ir priešraketinę gynybą.2015 m. Paryžiaus klimato susitarimo tikslas – apriboti visuotinį atšilimą iki mažiau nei 2 ˚C, o geriausia – 1,5 ˚C, palyginti su ikipramoniniu lygiu. Dėl to padidėjo atsinaujinančiosios energijos ir elektromobilių, kuriems veikti taip pat reikalingi retieji elementai (REE), paklausa.2010 m. Kinija paskelbė, kad sumažins retųjų metalų eksportą, kad patenkintų savo pačios išaugusią paklausą, tačiau kartu išlaikys dominuojančią padėtį tiekdama aukštųjų technologijų įrangą likusiam pasauliui.Kinija taip pat užima tvirtas ekonomines pozicijas, kad galėtų kontroliuoti REE tiekimą, reikalingą atsinaujinančiai energijai, pavyzdžiui, saulės baterijoms, vėjo ir potvynių bei atoslūgių energijos turbinoms, taip pat elektrinėms transporto priemonėms.Fosfogipso trąšų retųjų žemių elementų surinkimo projektasFosfogipsas yra trąšų šalutinis produktas, kuriame yra natūraliai susidarančių radioaktyviųjų elementų, tokių kaip uranas ir toris. Dėl šios priežasties jis sandėliuojamas neribotą laiką, todėl kyla dirvožemio, oro ir vandens užteršimo rizika.Todėl Pensilvanijos valstijos universiteto mokslininkai sukūrė daugiapakopį metodą, naudodami sukonstruotus peptidus – trumpas aminorūgščių grandines, kurios gali tiksliai identifikuoti ir atskirti retąsias esmę turinčias medžiagas, naudodamos specialiai sukurtą membraną.Kadangi tradicinių atskyrimo metodų nepakanka, projekto tikslas – sukurti naujus atskyrimo metodus, medžiagas ir procesus.Projektą vadovauja skaičiavimo modeliavimas, kurį sukūrė Rachel Getman, pagrindinė tyrėja ir chemijos ir biomolekulinės inžinerijos docentė Klemsone, kartu su tyrėjomis Christine Duval ir Julie Renner, kurios kuria molekules, kurios prisijungs prie konkrečių retųjų elementų.Greenlee nagrinės, kaip jie elgiasi vandenyje, ir įvertins poveikį aplinkai bei skirtingą ekonominį potencialą esant skirtingoms projektavimo ir eksploatavimo situacijoms.Cheminės inžinerijos profesorė Lauren Greenlee teigia: „Šiandien vien Floridoje neapdorotose fosfogipso atliekose yra įstrigę apie 200 000 tonų retųjų žemių elementų.“Komanda nustato, kad tradicinis išgavimas yra susijęs su aplinkosauginėmis ir ekonominėmis kliūtimis, nes šiuo metu jis išgaunamas iš kompozicinių medžiagų, kurioms reikia deginti iškastinį kurą ir kurios yra daug darbo jėgos reikalaujančios.Naujasis projektas bus skirtas jų tvariam panaudojimui ir gali būti įgyvendintas platesniu mastu siekiant naudos aplinkai ir ekonomikai.Jei projektas bus sėkmingas, jis taip pat galėtų sumažinti JAV priklausomybę nuo Kinijos retųjų žemių elementų tiekimo srityje.Nacionalinio mokslo fondo projektų finansavimasPensilvanijos valstijos REE projektas finansuojamas ketverių metų 571 658 JAV dolerių dotacija, kurios bendra vertė siekia 1,7 mln. JAV dolerių, ir yra bendradarbiavimas su Case Western Reserve universitetu ir Clemson universitetu.Alternatyvūs retųjų žemių elementų atgavimo būdaiRRE išgavimas paprastai atliekamas nedidelio masto operacijose, dažniausiai išplovimo ir tirpiklių ekstrakcijos būdu.Nors išplovimas yra paprastas procesas, jam reikia didelio kiekio pavojingų cheminių reagentų, todėl jis yra nepageidaujamas komerciniais tikslais.Tirpiklio ekstrakcija yra efektyvi technika, tačiau ji nėra labai efektyvi, nes yra daug darbo ir laiko reikalaujanti.Kitas įprastas REE išgavimo būdas yra agrokasyba, dar vadinama elektronine kasyba, kuri apima elektroninių atliekų, tokių kaip seni kompiuteriai, telefonai ir televizoriai, gabenimą iš įvairių šalių į Kiniją REE išgavimui.Remiantis JT aplinkosaugos programos duomenimis, 2019 m. buvo pagaminta daugiau nei 53 milijonai tonų elektronikos atliekų, o žaliavų, kurių sudėtyje yra retųjų žemių elementų ir metalų, vertė – apie 57 milijardai dolerių.Nors dažnai reklamuojamas kaip tvarus medžiagų perdirbimo būdas, jis turi ir savų problemų, kurias vis dar reikia įveikti.Žemės ūkio kasybai reikia daug sandėliavimo vietos, perdirbimo gamyklų, sąvartynų atliekų po retųjų žemių elementų utilizavimo ir yra susijusi su transportavimo išlaidomis, todėl reikia deginti iškastinį kurą.Pensilvanijos valstijos universiteto projektas turi potencialą įveikti kai kurias su tradiciniais REE utilizavimo metodais susijusias problemas, jei jis gali patenkinti savo aplinkosauginius ir ekonominius tikslus.Įrašo laikas: 2022 m. liepos 4 d.
