Fonte: mineração azo

O que são elementos de terras raras e onde eles são encontrados?

Os elementos de terras raras (REEs) compreendem 17 elementos metálicos, compostos por 15 lantanídeos na tabela periódica:

Lantânio

Cério

Praseodímio

Neodímio

Promécio

Samário

Europium

Gadolínio

Térbio

Disprósio

Holmium

Erbium

Túlio

Itérbio

Utetium

Escândio

Ítrio

A maioria deles não é tão rara quanto o nome do grupo sugere, mas foi nomeado nos séculos XVIII e XIX, em comparação com outros elementos de 'terra' mais comuns, como cal e magnésia.

O cério é o REE mais comum e mais abundante que o cobre ou o chumbo.

No entanto, em termos geológicos, os REEs raramente são encontrados em depósitos concentrados como costuras de carvão, por exemplo, estão tornando -os economicamente difíceis de minerar.

Em vez disso, eles são encontrados em quatro tipos principais de rochas incomuns; Carbonatitos, que são rochas ígneas incomuns derivadas de magmas ricos em carbonato, cenários ígneos alcalinos, depósitos de argila de absorção de íons e depósitos de posicionadores por manobradores de monazita-xenotime.

Minas da China 95% dos elementos de terras raras para satisfazer a demanda por estilos de vida de alta tecnologia e energia renovável

Desde o final dos anos 90, a China dominou a produção da REE, utilizando seus próprios depósitos de argila de absorção de íons, conhecidos como 'argilas da China Meridional'.

É econômico fazer a China porque os depósitos de argila são simples de extrair REEs do uso de ácidos fracos.

Os elementos de terras raras são usadas para todos os tipos de equipamentos de alta tecnologia, incluindo computadores, players de DVD, telefones celulares, iluminação, fibra óptica, câmeras e alto-falantes e até equipamentos militares, como motores a jato, sistemas de orientação de mísseis, satélites e defesa anti-míssil.

Um objetivo do acordo climático de Paris de 2015 é limitar o aquecimento global a menos de 2 ° C, de preferência 1,5 ° C, níveis pré-industriais. Isso aumentou a demanda por energia renovável e carros elétricos, que também exigem que o REES opere.

Em 2010, a China anunciou que reduziria as exportações da REE para atender seu próprio aumento na demanda, mas também manteria sua posição dominante para fornecer equipamentos de alta tecnologia para o resto do mundo.

A China também está em uma forte posição econômica para controlar o fornecimento de REEs necessários para energias renováveis, como painéis solares, vento e ventos de energia, além de veículos elétricos.

Projeto de captura de elementos de terras raras de fertilizantes fosfogipsum

O fosfogypsum é um subproduto do fertilizante e contém elementos radioativos que ocorrem naturalmente, como urânio e tório. Por esse motivo, é armazenado indefinidamente, com riscos associados de solo poluente, ar e água.

Portanto, pesquisadores da Penn State University, criaram uma abordagem de vários estágios usando peptídeos projetados, cordas curtas de aminoácidos que podem identificar e separar com precisão os REEs usando uma membrana especialmente desenvolvida.

Como os métodos tradicionais de separação são insuficientes, o projeto visa criar novas técnicas, materiais e processos de separação.

O design é liderado por modelagem computacional, desenvolvida por Rachel Getman, investigadora principal e professora associada de engenharia química e biomolecular da Clemson, com os investigadores Christine Duval e Julie Renner, desenvolvendo as moléculas que se agarrarão a REEs específicos.

Greenlee analisará como eles se comportam na água e avaliarão o impacto ambiental e os diferentes potenciais econômicos sob o projeto variável e as situações operacionais.

A professora de engenharia química Lauren Greenlee, afirma que: “Hoje, cerca de 200.000 toneladas de elementos de terras raras estão presas apenas em resíduos de fosfogiptos não processados ​​apenas na Flórida.”

A equipe identifica que a recuperação tradicional está associada a barreiras ambientais e econômicas, pelas quais elas são atualmente recuperadas de materiais compostos, que requerem a queima de combustíveis fósseis e é trabalhoso intensivo em mão-de-obra

O novo projeto se concentrará em recuperá -los de maneira sustentável e poderá ser lançada em uma escala maior para benefícios ambientais e econômicos.

Se o projeto for bem -sucedido, também poderá reduzir a dependência dos EUA na China por fornecer elementos de terras raras.

Financiamento do projeto da National Science Foundation

O projeto Penn State Ree é financiado por uma concessão de quatro anos de US $ 571.658, totalizando US $ 1,7 milhão, e é uma colaboração com a Case Western Reserve University e a Clemson University.

Maneiras alternativas de recuperar elementos de terras raras

A recuperação do RRE é normalmente realizada usando operações de pequena escala, geralmente por lixiviação e extração de solventes.

Embora um processo simples, a lixiviação requer uma alta quantidade de reagentes químicos perigosos, o mesmo ocorre com a indesejamento comercial.

A extração de solvente é uma técnica eficaz, mas não é muito eficiente porque é trabalhosa e consumida pelo tempo.

Outra maneira comum de Rees serem recuperadas é através da Agromina, também conhecida como E-MINING, que envolve o transporte de resíduos eletrônicos, como computadores antigos, telefones e televisão de vários países para a China para extração de REE.

De acordo com o Programa do Meio Ambiente da ONU, mais de 53 milhões de toneladas de lixo eletrônico foram geradas em 2019, com cerca de US $ 57 bilhões em matérias-primas contendo REEs e metais.

Embora muitas vezes apontado como um método sustentável de reciclagem de materiais, não deixa de ter seu próprio conjunto de problemas que ainda precisam ser superados.

A agrografia requer muito espaço de armazenamento, plantas de reciclagem, resíduos de aterros de aterro após a recuperação do REE e envolve custos de transporte, que requerem combustíveis fósseis em chamas.

O projeto da Penn State University tem o potencial de superar alguns dos problemas associados aos métodos tradicionais de recuperação de REE, se puder satisfazer seus próprios objetivos ambientais e econômicos.

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Hora de postagem: JUL-04-2022