Nadir Toprak Elementlerinin Sürdürülebilir Bir Şekilde Madenciliğinin Geleceği
2022-02-24
kaynak:AZO Madencilik
Nadir Toprak Elementleri Nelerdir ve Nerede Bulunurlar?
Nadir toprak elementleri (REE'ler), periyodik tablodaki 15 lantanitten oluşan 17 metalik element içerir: La, Ce, Pr.........
Çoğu, grup adından da anlaşılacağı gibi nadir değildir, ancak kireç ve magnezya gibi daha yaygın olan diğer 'toprak' elementlerine kıyasla 18. ve 19. yüzyıllarda adlandırılmıştır.Seryum en yaygın REE'dir ve bakır veya kurşundan daha boldur.Bununla birlikte, jeolojik terimlerle, örneğin kömür damarları ekonomik olarak madenciliği zorlaştırdığından, REE'ler konsantre tortularda nadiren bulunur.Bunun yerine dört ana nadir kaya türünde bulunurlar;karbonat bakımından zengin magmalardan, alkalin magmatik ortamlardan, iyon absorpsiyonlu kil tortularından ve monazit-ksenotim-taşıyıcı plaser tortularından türetilen olağandışı magmatik kayaçlar olan karbonatitler.Çin, Yüksek Teknoloji Yaşam Tarzları ve Yenilenebilir Enerji Talebini Karşılamak için Nadir Toprak Elementlerinin %95'ini Maden Çıkarıyor1990'ların sonlarından bu yana Çin, 'Güney Çin Killeri' olarak bilinen kendi iyon absorpsiyonlu kil yataklarını kullanarak NTE üretimine hakim oldu.Çin'in yapması ekonomiktir çünkü kil yataklarının zayıf asitler kullanarak REE'leri çıkarmak kolaydır.Nadir toprak elementleri bilgisayarlar, DVD oynatıcılar, cep telefonları, aydınlatma, fiber optikler, kameralar ve hoparlörler ve hatta jet motorları, füze güdüm sistemleri, uydular ve anti-savaş silahları gibi askeri teçhizat dahil olmak üzere her türlü yüksek teknoloji ürünü ekipman için kullanılır. -füze savunması.2015 Paris İklim Anlaşması'nın bir amacı, küresel ısınmayı 2 ˚C'nin altında, tercihen 1,5 ˚C, sanayi öncesi seviyelerle sınırlamaktır.Bu, aynı zamanda REE'lerin çalışmasını gerektiren yenilenebilir enerji ve elektrikli arabalara olan talebi artırdı.2010 yılında Çin, talepteki artışını karşılamak için REE ihracatını azaltacağını, ancak aynı zamanda dünyanın geri kalanına yüksek teknoloji ürünü ekipman tedarik etme konusundaki hakim konumunu sürdüreceğini açıkladı.Çin ayrıca güneş panelleri, rüzgar ve gelgit enerjisi türbinleri gibi yenilenebilir enerjiler ve elektrikli araçlar için ihtiyaç duyulan REE'lerin arzını kontrol etmek için güçlü bir ekonomik konumdadır.Fosfojips Gübre Nadir Toprak Elementlerini Yakalama ProjesiFosfojips, gübrenin bir yan ürünüdür ve uranyum ve toryum gibi doğal olarak oluşan radyoaktif elementler içerir.Bu nedenle, toprak, hava ve suyu kirletme riskleriyle birlikte süresiz olarak depolanır.Bu nedenle, Penn State Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, özel olarak geliştirilmiş bir zar kullanarak REE'leri doğru bir şekilde tanımlayabilen ve ayırabilen kısa amino asit dizileri olan mühendislik peptidleri kullanarak çok aşamalı bir yaklaşım tasarladılar.Geleneksel ayırma yöntemleri yetersiz olduğundan proje, yeni ayırma teknikleri, malzemeleri ve süreçleri tasarlamayı hedefliyor.Tasarım, Clemson'da kimya ve biyomoleküler mühendislik baş araştırmacısı ve doçent olan Rachel Getman tarafından araştırmacılar Christine Duval ve Julie Renner ile birlikte belirli REE'lere kilitlenecek molekülleri geliştiren hesaplamalı modelleme tarafından yönetiliyor.Greenlee suda nasıl davrandıklarına bakacak ve çevresel etkiyi ve değişken tasarım ve işletim koşulları altında farklı ekonomik potansiyelleri değerlendirecek.Kimya mühendisliği profesörü Lauren Greenlee şunu iddia ediyor: "Bugün, tahminen 200.000 ton nadir toprak elementi, yalnızca Florida'da işlenmemiş fosfojips atıklarında tutuluyor."Ekip, geleneksel geri kazanımın çevresel ve ekonomik engellerle ilişkili olduğunu ve bu nedenle şu anda fosil yakıtların yakılmasını gerektiren ve emek yoğun olan kompozit malzemelerden geri kazanıldığını tespit ediyor.Yeni proje, onları sürdürülebilir bir şekilde iyileştirmeye odaklanacak ve çevresel ve ekonomik faydalar için daha büyük ölçekte hayata geçirilebilir.Proje başarılı olursa, ABD'nin nadir toprak elementleri sağlamak için Çin'e olan bağımlılığını da azaltabilir.Ulusal Bilim Vakfı Proje FinansmanıPenn State REE projesi, toplam 1.7 milyon $ olan dört yıllık 571.658 dolarlık bir hibe ile finanse edilmektedir ve Case Western Reserve University ve Clemson University ile bir işbirliğidir.Nadir Toprak Elementlerini Kurtarmanın Alternatif YollarıRRE geri kazanımı tipik olarak, genellikle liç ve solvent ekstraksiyonu ile küçük ölçekli operasyonlar kullanılarak gerçekleştirilir.Basit bir proses olmasına rağmen, liç yüksek miktarda tehlikeli kimyasal reaktif gerektirir ve bu nedenle ticari olarak istenmeyen bir durumdur.Solvent ekstraksiyonu etkili bir tekniktir ancak emek yoğun ve zaman alıcı olduğu için çok verimli değildir.REE'lerin geri kazanılmasının bir başka yaygın yolu, eski bilgisayarlar, telefonlar ve televizyon gibi elektronik atıkların REE çıkarımı için çeşitli ülkelerden Çin'e taşınmasını içeren e-madencilik olarak da bilinen agromining'dir.BM Çevre Programına göre, 2019'da REE'ler ve metaller içeren yaklaşık 57 milyar dolarlık hammadde ile 53 milyon tonun üzerinde e-atık üretildi.Genellikle sürdürülebilir bir geri dönüşüm materyali yöntemi olarak lanse edilse de, yine de üstesinden gelinmesi gereken kendi sorunları vardır.Tarım madenciliği, çok fazla depolama alanı, geri dönüşüm tesisleri, REE geri kazanımından sonra düzenli depolama atıkları gerektirir ve fosil yakıtların yakılmasını gerektiren nakliye maliyetlerini içerir.Penn State Üniversitesi Projesi, kendi çevresel ve ekonomik hedeflerini karşılayabiliyorsa, geleneksel REE geri kazanım yöntemleriyle ilişkili bazı sorunların üstesinden gelme potansiyeline sahiptir.
