Quell: AZO Mining

Wat sinn rar Äerdelementer a wou ginn se fonnt?

Selten Äerdelementer (REEs) bestinn aus 17 metalleschen Elementer, déi aus 15 Lanthaniden am Periodesystem zesummegesat sinn:

Lanthan

Cerium

Praseodym

Neodym

Promethium

Samarium

Europium

Gadolinium

Terbium

Dysprosium

Holmium

Erbium

Thulium

Ytterbium

Utetium

Skandium

Yttrium

Déi meescht vun hinne sinn net sou rar, wéi den Numm vun der Grupp et scho seet, mä goufen am 18. an 19. Joerhonnert benannt, am Verglach mat anere méi heefege Äerdelementer wéi Kalk a Magnesia.

Cerium ass dat heefegst REE a méi reichlech wéi Koffer oder Blei.

Geologesch gesinn ginn awer REEs selten a konzentréierte Lagerplazen fonnt, well zum Beispill Kuelegaben se wirtschaftlech schwéier ze ofbauen maachen.

Si ginn amplaz a véier haaptsächlech ongewéinleche Gestengsaarten fonnt; Karbonatiter, dat sinn ongewéinlech magmatesch Gestengs, déi aus karbonaträiche Magma ofgeleet sinn, alkalisch magmatesch Ëmfeld, ionenabsorbéierend Lehmoflagerungen a Monazit-Xenotim-Dréier-Placeroflagerungen.

China zitt 95% vun de seltenen Äerdelementer of, fir d'Nofro no High-Tech-Liewensstiler an erneierbaren Energien ze decken.

Zënter Enn vun den 1990er Joren dominéiert China d'Produktioun vun REE, andeems se seng eege Ionenabsorptiounslehm-Oflagerungen, bekannt als "Südchinesesch Lehm", benotzt.

Et ass wirtschaftlech fir China dëst ze maachen, well d'Lehmoflagerungen einfach sinn, fir REE mat schwaache Säuren ze extrahéieren.

Selten Äerdelementer gi fir all Zorte vun High-Tech-Ausrüstung benotzt, dorënner Computeren, DVD-Spiller, Handyen, Beliichtung, Glasfaser, Kameraen a Lautsprecher, a souguer militäresch Ausrüstung, wéi Düsenmotoren, Rakéitenleitsystemer, Satellitten an Anti-Rakéitenofwier.

Ee vun den Ziler vum Paräisser Klimaofkommes vun 2015 ass et, d'Erwiermung vun der Äerd op ënner 2 °C, am léifsten 1,5 °C, virindustriell Niveauen ze limitéieren. Dëst huet d'Nofro no erneierbaren Energien an Elektroautoen erhéicht, déi och erneierbar Energien erfuerderen fir ze funktionéieren.

Am Joer 2010 huet China ugekënnegt, datt et den Export vu REE reduzéiere géif, fir senger eegener steigender Nofro gerecht ze ginn, awer och seng dominant Positioun bei der Liwwerung vun High-Tech-Ausrüstung un de Rescht vun der Welt behalen géif.

China ass och an enger staarker wirtschaftlecher Positioun fir d'Versuergung mat erneierbaren Energien wéi Solarpanneauen, Wand- a Gezäitekraaftturbinnen, souwéi Elektroautoen ze kontrolléieren.

Projet zum Erfassung vu seltenen Äerdelementer fir Phosphogipsdünger

Phosphogyps ass e Nieweprodukt vu Dünger a enthält natierlech virkommende radioaktiv Elementer wéi Uran an Thorium. Aus dësem Grond gëtt et fir eng onbestëmmt Zäit gelagert, mat domat verbonnene Risiken, Buedem, Loft a Waasser ze verschmotzen.

Dofir hunn d'Fuerscher vun der Penn State University e Méistufegen-Usaz entwéckelt, deen konstruéiert Peptiden benotzt, kuerz Ketten vun Aminosaieren, déi REEs präzis identifizéiere a trennen kënnen, andeems se eng speziell entwéckelt Membran benotzen.

Well traditionell Trennungsmethoden net ausreechend sinn, zielt de Projet drop of, nei Trennungstechniken, Materialien a Prozesser z'entwéckelen.

Den Design gëtt vun der Berechnungsmodelléierung geleet, déi vun der Rachel Getman, Haaptfuerscherin an Associate Professorin fir chemesch a biomolekulare Ingenieurswiesen zu Clemson, zesumme mat de Fuerscherinnen Christine Duval a Julie Renner entwéckelt gouf, fir d'Moleküle z'entwéckelen, déi sech un spezifesch REEs uschléissen.

Greenlee wäert sech ukucken, wéi se sech am Waasser verhalen, an den Impakt op d'Ëmwelt an déi verschidden ekonomesch Potenzialer ënner variablen Design- a Betribssituatiounen evaluéieren.

D'Lauren Greenlee, Professorin fir Chemieingenieurwesen, behaapt, datt: "Haut eleng a Florida sinn ongeféier 200.000 Tonnen selten Äerdmetaller an onveraarbechtem Phosphogipsoffall agespaart."

D'Team identifizéiert, datt traditionell Verwäertung mat Ëmwelt- a wirtschaftleche Barrièren verbonnen ass, wouduerch se de Moment aus Kompositmaterialien gewonnen ginn, déi d'Verbrennung vu fossile Brennstoffer erfuerderen a schafftintensiv sinn.

Dat neit Projet konzentréiert sech op hir nohalteg Gewinnung a kéint a méi groussen Ausmooss aus ökologeschen a wirtschaftleche Virdeeler eraus agefouert ginn.

Wann de Projet erfollegräich ass, kéint et och d'Ofhängegkeet vun den USA vu China fir d'Liwwerung vu seltenen Äerdmetaller reduzéieren.

Projetfinanzéierung vun der Nationaler Wëssenschaftsfondatioun

De Penn State REE Projet gëtt duerch eng véierjäreg Subventioun vun $571.658 finanzéiert, am Ganzen $1,7 Milliounen, an ass eng Zesummenaarbecht mat der Case Western Reserve University an der Clemson University.

Alternativ Weeër fir rar Äerdelementer ze recuperéieren

D'RRE-Gewinnung gëtt typescherweis a klengen Operatiounen duerchgefouert, meeschtens duerch Auslauge a Léisungsmëttelextraktioun.

Obwuel e einfache Prozess ass, erfuerdert d'Auslauge eng héich Quantitéit u geféierleche chemesche Reagenzien, dofir ass et kommerziell ongewollt.

Léisungsmëttelextraktioun ass eng effektiv Technik, awer net ganz effizient, well se arbeitsintensiv an zäitopwänneg ass.

Eng aner üblech Method fir d'Reduzéierung vun elektroneschen Offall ass den Agrominning, och bekannt als E-Mining, wat den Transport vun elektroneschen Offall, wéi al Computeren, Telefonen an Fernseher aus verschiddene Länner a China fir d'Extraktioun vun elektroneschen Offall, ëmfaasst.

Laut dem Ëmweltprogramm vun de Vereenten Natiounen goufen am Joer 2019 iwwer 53 Milliounen Tonnen E-Offall generéiert, mat ongeféier 57 Milliarden Dollar u Rohmaterialien, déi REEs a Metaller enthalen.

Och wann et dacks als eng nohalteg Method fir Materialien ze recycléieren ugesi gëtt, ass et net ouni seng eege Problemer, déi nach ëmmer musse geléist ginn.

Agrominnung erfuerdert vill Lagerplaz, Recyclinganlagen, Deponien no der REE-Gewinnung, a bréngt Transportkäschten mat sech, déi d'Verbrenne vu fossile Brennstoffer erfuerderen.

De Projet vun der Penn State University huet de Potenzial, e puer vun de Problemer ze iwwerwannen, déi mat traditionelle Methode fir d'Gewinnung vun Äerdgaser verbonne sinn, wa seng eegen ökologesch an wirtschaftlech Ziler erfëllt kënne ginn.

---

Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 04. Juli 2022