fonte: AZO Mining

Que son os elementos das Terras Raras e onde se atopan?

Os elementos de terras raras (TRE) comprenden 17 elementos metálicos, formados por 15 lantánidos na táboa periódica:

Lantano

Cerio

Praseodimio

Neodimio

Promecio

Samario

Europio

Gadolinio

Terbio

Disprosio

Holmio

Erbio

Tulio

Iterbio

Utecio

Escandio

Itrio

A maioría deles non son tan raros como suxire o nome do grupo, pero recibiron o seu nome nos séculos XVIII e XIX, en comparación con outros elementos "terrestre" máis comúns como a cal e a magnesia.

O cerio é o material raro máis común e máis abundante que o cobre ou o chumbo.

Non obstante, en termos xeolóxicos, os recursos xeolóxicos raramente se atopan en depósitos concentrados xa que as vetas de carbón, por exemplo, están a dificultar economicamente a súa extracción.

En lugar diso, atópanse en catro tipos principais de rochas pouco comúns: as carbonatitas, que son rochas ígneas pouco comúns derivadas de magmas ricos en carbonato, ambientes ígneos alcalinos, depósitos de arxila de absorción de ións e depósitos de placeres portadores de monacita-xenotima.

China extrae o 95 % dos seus elementos de terras raras para satisfacer a demanda de estilos de vida de alta tecnoloxía e enerxías renovables

Desde finais da década de 1990, China dominou a produción de terras raras, utilizando os seus propios depósitos de arxila de absorción de ións, coñecidos como "arxilas do sur da China".

É económico para a China facelo porque os depósitos de arxila son sinxelos de extraer mediante ácidos débiles.

Os elementos de terras raras utilízanse para todo tipo de equipos de alta tecnoloxía, incluíndo ordenadores, reprodutores de DVD, teléfonos móbiles, iluminación, fibra óptica, cámaras e altofalantes, e mesmo equipos militares, como motores a reacción, sistemas de guía de mísiles, satélites e defensa antimisiles.

Un obxectivo do Acordo de París sobre o Clima de 2015 é limitar o quecemento global por debaixo dos 2 °C, preferiblemente 1,5 °C, nos niveis preindustriais. Isto aumentou a demanda de enerxías renovables e de coches eléctricos, que tamén requiren enerxías raras para funcionar.

En 2010, China anunciou que reduciría as exportacións de terras raras para satisfacer o seu propio aumento da demanda, pero tamén para manter a súa posición dominante no fornecemento de equipos de alta tecnoloxía ao resto do mundo.

A China tamén está nunha posición económica forte para controlar o subministro de enerxías raras necesarias para as enerxías renovables, como os paneis solares, as turbinas eólicas e mareomotrices, así como os vehículos eléctricos.

Proxecto de captura de elementos de terras raras con fertilizante de fosfoxeso

O fosfoxeso é un subproduto dos fertilizantes e contén elementos radioactivos naturais como o uranio e o torio. Por este motivo, almacénase indefinidamente, cos riscos asociados de contaminación do solo, o aire e a auga.

Polo tanto, investigadores da Universidade Estatal de Pensilvania idearon unha estratexia multietapa empregando péptidos modificados, cadeas curtas de aminoácidos que poden identificar e separar con precisión os REE mediante unha membrana especialmente desenvolvida.

Dado que os métodos de separación tradicionais son insuficientes, o proxecto ten como obxectivo deseñar novas técnicas, materiais e procesos de separación.

O deseño está dirixido por modelaxe computacional, desenvolvida por Rachel Getman, investigadora principal e profesora asociada de enxeñaría química e biomolecular en Clemson, xunto coas investigadoras Christine Duval e Julie Renner, que desenvolven as moléculas que se unirán a REE específicos.

Greenlee analizará como se comportan na auga e avaliará o impacto ambiental e os diferentes potenciais económicos en situacións de deseño e funcionamento variables.

A profesora de enxeñaría química Lauren Greenlee afirma que: «hoxe en día, estímase que só en Florida hai 200.000 toneladas de elementos de terras raras atrapados en residuos de fosfoxeso sen procesar».

O equipo identifica que a recuperación tradicional está asociada a barreiras ambientais e económicas, xa que actualmente se recuperan a partir de materiais compostos, que requiren a queima de combustibles fósiles e requiren moita man de obra.

O novo proxecto centrarase na súa recuperación dun xeito sostible e poderá implementarse a maior escala para obter beneficios ambientais e económicos.

Se o proxecto ten éxito, tamén podería reducir a dependencia dos Estados Unidos de China para o fornecemento de elementos de terras raras.

Financiamento de proxectos da Fundación Nacional de Ciencias

O proxecto REE de Penn State está financiado por unha subvención de catro anos de 571.658 dólares, que ascende a un total de 1,7 millóns de dólares, e é unha colaboración coa Case Western Reserve University e a Clemson University.

Formas alternativas de recuperar elementos de terras raras

A recuperación de RRE realízase normalmente mediante operacións a pequena escala, xeralmente por lixiviación e extracción con solventes.

Aínda que é un proceso sinxelo, a lixiviación require unha gran cantidade de reactivos químicos perigosos, polo que non é desexable comercialmente.

A extracción con solventes é unha técnica eficaz, pero non moi eficiente porque require moito traballo e tempo.

Outra forma común de recuperar as terras raras é a través da agrominería, tamén coñecida como e-minería, que implica o transporte de residuos electrónicos, como ordenadores, teléfonos e televisores antigos, desde varios países ata a China para a súa extracción.

Segundo o Programa das Nacións Unidas para o Medio Ambiente, en 2019 xeráronse máis de 53 millóns de toneladas de residuos electrónicos, con arredor de 57.000 millóns de dólares de materias primas que conteñen elementos reais e metais.

Aínda que a miúdo se promociona como un método sostible de reciclaxe de materiais, non está exento de problemas que aínda deben superarse.

A agrominería require moito espazo de almacenamento, plantas de reciclaxe, residuos en vertedoiros despois da recuperación de materias rares e implica custos de transporte, que esixen a queima de combustibles fósiles.

O proxecto da Universidade Estatal de Pensilvania ten o potencial de superar algúns dos problemas asociados cos métodos tradicionais de recuperación de terras raras se consegue satisfacer os seus propios obxectivos ambientais e económicos.

---

Data de publicación: 04-07-2022