희토류 요소를 채굴하는 미래는 지속 가능합니다

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출처 : Azo Mining
희토류 요소는 무엇이며 어디에서 발견됩니까?
희토류 요소 (Rees)는 주기율표에 15 개의 란타니드로 구성된 17 개의 금속 요소로 구성됩니다.
란탄
세륨
프라세오디뮴
네오디뮴
프로 메디움
사마륨
유로움
가돌리늄
테르븀
디스프로슘
Holmium
에르븀
툴륨
이테르븀
Utetium
스칸듐
이트륨
그들 대부분은 그룹 이름이 제안한 것만 큼 드물지 않지만 석회 및 마그네시아와 같은 다른보다 일반적인 '지구'요소와 비교하여 18 세기와 19 세기에 이름을 올렸습니다.
Cerium은 가장 일반적인 Ree이며 구리 나 납보다 더 풍부합니다.
그러나 지질 학적 측면에서, REES는 석탄 이음새로 농축 된 퇴적물에서 거의 발견되지 않으며, 예를 들어, 경제적으로 광산을 어렵게 만듭니다.
대신 4 가지 주요 드문 암석 유형에서 발견됩니다. 탄산염이 풍부한 마그마, 알칼리성 화성 환경, 이온 흡수 점토 퇴적물 및 모나자이트-Xenotime-bearer placers 퇴적물에서 유래 한 특이한 화성암 인 Carbonatites.
하이테크 라이프 스타일과 재생 에너지에 대한 수요를 충족시키기 위해 중국 광산 희토류 요소의 95%
1990 년대 후반부터 중국은 '남 중국 점토'로 알려진 자체 이온 흡수 점토 퇴적물을 활용하여 Ree 생산을 지배했습니다.
점토 퇴적물이 약산을 사용하여 REE를 추출하는 것이 간단하기 때문에 중국은 경제적입니다.
희토류 요소는 컴퓨터, DVD 플레이어, 휴대 전화, 조명, 섬유 광학, 카메라 및 스피커, 제트 엔진, 미사일 안내 시스템, 위성 및 방지 방어와 같은 군사 장비를 포함한 모든 종류의 하이테크 장비에 사용됩니다.
2015 년 파리 기후 협정의 목적은 지구 온난화를 2 ° C, 바람직하게는 1.5 ° C, 산업 전 수준으로 제한하는 것입니다. 이로 인해 재생 에너지 및 전기 자동차에 대한 수요가 증가했으며 REE도 운영해야합니다.
2010 년에 중국은 자체 수요 증가를 충족시키기 위해 REE 수출을 줄일 것이라고 발표했지만 세계 다른 지역에 하이테크 장비를 공급하기위한 지배적 인 위치를 유지할 것이라고 발표했다.
중국은 또한 전기 자동차뿐만 아니라 태양 전지판, 풍력 및 조력 파워 터빈과 같은 재생 에너지에 필요한 REE의 공급을 제어 할 수있는 강력한 경제적 위치에 있습니다.
Phosphogypsum 비료 희토류 요소 캡처 프로젝트
Phosphogypsum은 비료의 부산물이며 우라늄 및 토륨과 같은 자연적으로 발생하는 방사성 요소를 포함합니다. 이러한 이유로, 토양, 공기 및 물의 오염 위험이 관련된 위험과 함께 무기한으로 저장됩니다.
따라서 Penn State University의 연구원들은 특수 개발 된 막을 사용하여 REE를 정확하게 식별하고 분리 할 수있는 짧은 아미노산, 짧은 줄의 아미노산을 사용하여 다단계 접근법을 고안했습니다.
전통적인 분리 방법이 충분하지 않기 때문에이 프로젝트는 새로운 분리 기술, 재료 및 프로세스를 고안하는 것을 목표로합니다.
이 디자인은 Clemson의 Christine Duval과 Julie Renner의 화학 및 생체 분자 공학 부교수 인 Rachel Getman이 개발 한 Computational Modeling에 의해 주도됩니다.
Greenlee는 물에서 어떻게 행동하는지 살펴보고 가변 설계 및 운영 상황에서 환경 영향과 다양한 경제적 잠재력을 평가할 것입니다.
화학 공학 교수 Lauren Greenlee는 다음과 같이 주장합니다.“오늘날 약 20 만 톤의 희토류 요소가 플로리다에서만 가공되지 않은 포스 포 파이프 폐기물에 갇혀 있습니다.”
이 팀은 전통적인 회복이 환경 및 경제적 장벽과 관련이 있음을 식별하며, 현재 화석 연료의 연소가 필요하고 노동 집약적 인 복합 재료에서 회수되고 있습니다.
새로운 프로젝트는 지속 가능한 방식으로이를 복구하는 데 중점을 둘 것이며 환경 및 경제적 이익을 위해 더 큰 규모로 출시 될 수 있습니다.
프로젝트가 성공하면 희토류 요소를 제공하기 위해 중국에 대한 미국의 의존도를 줄일 수 있습니다.
국립 과학 재단 프로젝트 자금
Penn State Ree 프로젝트는 총 170 만 달러의 4 년 보조금으로 자금을 지원하며 Case Western Reserve University 및 Clemson University와의 협력입니다.
희토류 요소를 회수하는 대안적인 방법
RRE 회복은 일반적으로 침출 및 용매 추출에 의해 소규모 작업을 사용하여 수행됩니다.
간단한 공정이지만 침출에는 많은 양의 위험한 화학 시약이 필요하므로 상업적으로 바람직하지 않습니다.
솔벤트 추출은 효과적인 기술이지만 노동 집약적이고 시간이 많이 걸리기 때문에 그다지 효율적이지 않습니다.
Rees가 회복되는 또 다른 일반적인 방법은 E-Mining이라고도하는 Agroming이라는 것입니다. 여기에는 Old Computers, Phones 및 Television과 같은 전자 폐기물의 운송이 REE 추출을 위해 여러 국가에서 중국으로의 운송입니다.
유엔 환경 프로그램에 따르면, 2019 년에 5,300 만 톤 이상의 전자 폐기물이 생성되었으며, REE와 금속이 포함 된 약 57 억 달러의 원료가 있습니다.
재료를 재활용하는 지속 가능한 방법으로 선전되었지만 여전히 극복해야 할 일련의 문제가 없습니다.
Agromining에는 많은 저장 공간, 재활용 플랜트, Ree 회복 후 매립 폐기물이 필요하며 화석 연료 연소가 필요한 운송 비용이 포함됩니다.
Penn State University 프로젝트는 자체 환경 및 경제 목표를 충족시킬 수있는 전통적인 REE 복구 방법과 관련된 일부 문제를 극복 할 수있는 잠재력을 가지고 있습니다.


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