출처:AZO Mining희토류 원소는 무엇이고, 어디에서 발견됩니까?희토류 원소(REE)는 주기율표에서 15개의 란타넘족 원소를 포함하여 총 17개의 금속 원소로 구성됩니다.란탄세륨프라세오디뮴네오디뮴프로메튬사마륨유로퓸가돌리늄테르븀디스프로슘홀뮴에르븀툴륨이테르븀우테티움스칸듐이트륨이들 중 대부분은 그룹 이름에서 암시하는 것만큼 희귀하지는 않지만 석회나 마그네시아와 같은 다른 보다 흔한 '흙' 원소와 비교해서 18세기와 19세기에 명명되었습니다.세륨은 가장 흔한 희토류 원소이며 구리나 납보다 풍부합니다.그러나 지질학적 관점에서 희토류 원소는 농축된 매장지에서 발견되는 경우가 거의 없습니다. 예를 들어 석탄층은 희토류 원소를 채굴하는 것을 경제적으로 어렵게 만들기 때문입니다.대신 이들은 네 가지 주요 흔하지 않은 암석 유형에서 발견됩니다. 탄산염이 풍부한 마그마에서 유래한 특이한 화성암인 탄산염암, 알칼리성 화성암 환경, 이온 흡수 점토 퇴적물, 모나자이트-제노타임을 지닌 사암 퇴적물입니다.중국, 첨단 라이프스타일과 재생 에너지 수요 충족 위해 희토류 원소 95% 채굴1990년대 후반부터 중국은 '남중국 점토'로 알려진 자체 이온 흡수 점토 매장지를 활용하여 REE 생산을 주도해 왔습니다.중국에서는 점토 매장지에서 약산을 이용해 희토류 원소를 추출하는 것이 간단하기 때문에 경제적입니다.희토류 원소는 컴퓨터, DVD 플레이어, 휴대전화, 조명, 광섬유, 카메라, 스피커를 포함한 모든 종류의 첨단 장비와 제트 엔진, 미사일 유도 시스템, 위성, 미사일 방어 시스템과 같은 군사 장비에 사용됩니다.2015년 파리 기후 협정의 목표는 지구 온난화를 산업화 이전 수준인 2℃ 미만, 바람직하게는 1.5℃ 미만으로 제한하는 것입니다. 이로 인해 재생에너지와 전기 자동차에 대한 수요가 증가했는데, 이러한 자동차 역시 재생에너지(REE)를 필요로 합니다.2010년 중국은 자국의 수요 증가를 충족하기 위해 희토류 수출을 줄이겠다고 발표했지만, 전 세계에 첨단 장비를 공급하는 주도적 지위는 유지하겠다고 했습니다.중국은 태양광 패널, 풍력, 조력 터빈, 전기 자동차 등 재생 에너지에 필요한 희토류(REE) 공급을 통제할 수 있는 강력한 경제적 입지를 갖추고 있습니다.인산석고비료 희토류 원소 포집 프로젝트인산석고는 비료의 부산물이며 우라늄과 토륨과 같은 천연 방사성 원소를 함유하고 있습니다. 이러한 이유로 무기한 보관되며 토양, 대기, 수질을 오염시킬 위험이 있습니다.따라서 펜실베이니아 주립 대학의 연구진은 특별히 개발된 막을 사용하여 REE를 정확하게 식별하고 분리할 수 있는 짧은 아미노산 문자열인 엔지니어링된 펩타이드를 사용하는 다단계 접근법을 고안했습니다.기존의 분리 방법으로는 부족하기 때문에 이 프로젝트는 새로운 분리 기술, 재료, 공정을 고안하는 것을 목표로 합니다.이 설계는 클렘슨 대학교의 화학 및 생물 분자 공학과 수석 연구원이자 조교수인 레이첼 겟먼이 개발한 계산 모델링을 기반으로 진행되었으며, 연구원인 크리스틴 듀발과 줄리 레너는 특정 REE에 결합할 분자를 개발했습니다.그린리는 이들이 물 속에서 어떻게 행동하는지 살펴보고 다양한 설계 및 운영 상황에서 환경 영향과 다양한 경제적 잠재력을 평가할 것입니다.화학공학 교수인 로렌 그린리는 "현재 플로리다에서만 약 20만 톤의 희토류 원소가 가공되지 않은 인산석고 폐기물에 갇혀 있는 것으로 추산된다"고 주장합니다.이 팀은 전통적인 회수가 환경적, 경제적 장벽과 관련되어 있으며 현재는 화석 연료를 연소해야 하고 노동 집약적인 복합 재료에서 회수된다는 점을 확인했습니다.새로운 프로젝트는 지속 가능한 방식으로 자원을 회수하는 데 중점을 두고 있으며 환경적, 경제적 이익을 위해 대규모로 확대될 수도 있습니다.이 프로젝트가 성공하면 희토류 원소 공급을 위한 미국의 중국 의존도가 낮아질 수도 있습니다.국립과학재단 프로젝트 자금 지원펜실베이니아 주립대 REE 프로젝트는 4년간 571,658달러, 총 170만 달러의 보조금을 지원받았으며, 케이스 웨스턴 리저브 대학과 클렘슨 대학과의 협업으로 진행됩니다.희토류 원소 회수를 위한 대체 방법RRE 회수는 일반적으로 침출과 용매 추출을 통한 소규모 작업을 통해 수행됩니다.간단한 과정이기는 하지만, 침출에는 많은 양의 위험한 화학 물질이 필요하므로 상업적으로는 바람직하지 않습니다.용매 추출은 효과적인 기술이지만 노동 집약적이고 시간이 많이 걸리기 때문에 그다지 효율적이지 않습니다.희토류를 회수하는 또 다른 일반적인 방법은 전자 폐기물(예: 오래된 컴퓨터, 전화기, 텔레비전)을 다양한 국가에서 중국으로 운반하여 희토류를 추출하는 농업 채굴, 즉 e-마이닝을 통한 것입니다.유엔 환경 계획에 따르면 2019년에 5,300만 톤이 넘는 전자 폐기물이 발생했으며, 희토류와 금속을 함유한 원자재 가치는 약 570억 달러에 달했습니다.지속 가능한 재료 재활용 방법으로 자주 언급되지만, 여전히 극복해야 할 문제점이 없는 것은 아닙니다.농업 채굴에는 많은 저장 공간, 재활용 시설, 희토류 회수 후 매립 폐기물이 필요하며, 화석 연료를 연소시키는 운송 비용이 발생합니다.펜실베이니아 주립 대학 프로젝트는 환경적, 경제적 목표를 충족시킬 수 있다면 기존 희토류 회수 방법과 관련된 일부 문제를 극복할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.게시 시간: 2022년 7월 4일
