извор: АЗО РудникШта су ретки земни елементи и где се налазе?Реткоземни елементи (REE) обухватају 17 металних елемената, састављених од 15 лантанида на периодном систему:ЛантанумЦеријумПразеодимијумНеодимијумПрометијумСамаријумЕвропијумГадолинијумТербијумДиспрозијумХолмијумЕрбијумТулијумИтербијумУтецијумСкандијумИтријумВећина њих није толико ретка као што име групе сугерише, али су именовани у 18. и 19. веку, у поређењу са другим чешћим „земљаним“ елементима као што су креч и магнезијум.Церијум је најчешћи редне елемент и заступљенији је од бакра или олова.Међутим, у геолошком смислу, редки елементи (РЗЕ) се ретко налазе у концентрованим наслагама, јер их, на пример, слојеви угља чине економски тешким за експлоатацију.Уместо тога, налазе се у четири главна неуобичајена типа стена; карбонатитима, који су необичне магматске стене изведене из магми богатих карбонатима, алкалним магматским окружењима, наслагама глине апсорпционе јонима и наслагама моназита и ксенотима.Кина ископава 95% ретких земних елемената како би задовољила потражњу за високотехнолошким начином живота и обновљивим изворима енергијеОд краја 1990-их, Кина доминира производњом РЗЕ, користећи сопствена налазишта глине за апсорпцију јона, позната као „Јужнокинеске глине“.За Кину је то економично јер је једноставно екстраховати редизајне из глинених наслага употребом слабих киселина.Ретки земни елементи се користе за све врсте високотехнолошке опреме, укључујући рачунаре, DVD плејере, мобилне телефоне, осветљење, оптичка влакна, камере и звучнике, па чак и војну опрему, као што су млазни мотори, системи за навођење ракета, сателити и противракетна одбрана.Циљ Париског споразума о клими из 2015. године је да ограничи глобално загревање на испод 2 °C, пожељно 1,5 °C, прединдустријских нивоа. То је повећало потражњу за обновљивом енергијом и електричним аутомобилима, којима су такође потребни РЕЕ за рад.Кина је 2010. године објавила да ће смањити извоз РЗЕ како би задовољила сопствени пораст потражње, али и задржати своју доминантну позицију у снабдевању високотехнолошком опремом остатка света.Кина је такође у снажној економској позицији да контролише снабдевање РЕЕ потребним за обновљиве изворе енергије као што су соларни панели, ветроелектране и турбине на плимну и осеку, као и електрична возила.Пројекат хватања ретких земних елемената фосфогипсним ђубривомФосфогипс је нуспроизвод ђубрива и садржи природне радиоактивне елементе попут уранијума и торијума. Због тога се складишти неограничено, са повезаним ризицима загађивања земљишта, ваздуха и воде.Стога су истраживачи са Универзитета Пенсилванија осмислили вишестепени приступ користећи инжењерске пептиде, кратке низове аминокиселина који могу прецизно идентификовати и раздвојити РЕЕ помоћу посебно развијене мембране.Пошто традиционалне методе раздвајања нису довољне, циљ пројекта је осмислити нове технике раздвајања, материјале и процесе.Дизајн је вођен рачунарским моделирањем, које је развила Рејчел Гетман, главна истраживачица и ванредна професорка хемијског и биомолекуларног инжењерства на Клемсону, са истраживачицама Кристин Дувал и Џули Ренер, које развијају молекуле који ће се везати за специфичне РЕЕ.Гринли ће испитати како се понашају у води и проценити утицај на животну средину и различите економске потенцијале у променљивим дизајнерским и оперативним ситуацијама.Професорка хемијског инжењерства Лорен Гринли тврди да је „данас процењено да је само на Флориди 200.000 тона ретких земних елемената заробљено у необрађеном отпаду од фосфогипса“.Тим је утврдио да је традиционално извлачење повезано са еколошким и економским баријерама, при чему се тренутно извлаче из композитних материјала, што захтева сагоревање фосилних горива и захтева много рада.Нови пројекат ће се фокусирати на њихов опоравак на одржив начин и може се применити у већим размерама због еколошких и економских користи.Ако пројекат буде успешан, могао би да смањи зависност САД од Кине у снабдевању ретким земним елементима.Финансирање пројекта Националне научне фондацијеПројекат Penn State REE финансиран је четворогодишњим грантом од 571.658 долара, укупног износа 1,7 милиона долара, и представља сарадњу са Универзитетом Case Western Reserve и Универзитетом Clemson.Алтернативни начини за опоравак ретких земних елеменатаОпоравак РРЕ се обично врши коришћењем операција малог обима, најчешће излуживањем и екстракцијом растварачем.Иако је једноставан процес, испирање захтева велику количину опасних хемијских реагенса, па је комерцијално непожељно.Екстракција растварачем је ефикасна техника, али није баш ефикасна јер захтева много рада и времена.Још један уобичајени начин за добијање РЗЕ јесте агромининг, познат и као електронско рударење, који подразумева транспорт електронског отпада, као што су стари рачунари, телефони и телевизори, из разних земаља у Кину ради екстракције РЗЕ.Према Програму УН за животну средину, преко 53 милиона тона електронског отпада је генерисано 2019. године, са око 57 милијарди долара сировина које садрже редке елемената и метале.Иако се често рекламира као одржива метода рециклаже материјала, она није без сопственог скупа проблема које још увек треба превазићи.Агрорударство захтева много складишног простора, постројења за рециклажу, депонијски отпад након опоравка РЕЕ, и укључује трошкове транспорта, који захтевају сагоревање фосилних горива.Пројекат Универзитета Пенсилваније има потенцијал да превазиђе неке од проблема повезаних са традиционалним методама опоравка РЕЕ ако може да задовољи сопствене еколошке и економске циљеве.Време објаве: 04.07.2022.
