Fonte: Azo Mining

Que son os elementos da Terra rara e onde se atopan?

Os elementos de terra rara (REES) comprenden 17 elementos metálicos, formados por 15 lantánidos na táboa periódica:

Lantán

CERIUM

Praseodmio

Neodimio

Prometio

Samario

Europium

Gadolinio

Terbio

Disprosio

Holmio

Erbium

Thulium

Ytterbium

Utetium

Scandium

Yttrium

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

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

Non obstante, en termos xeolóxicos, REES raramente se atopa nos depósitos concentrados, xa que as costuras de carbón, por exemplo, fan que sexan difíciles de minar economicamente.

En vez diso, atópanse en catro principais tipos de rocha pouco comúns; Carbonatitos, que son rochas ígneas inusuales derivadas de magmas ricos en carbonato, configuracións ígneas alcalinas, depósitos de arxila de absorción de ións e depósitos de placadores de portadores de monazita-xenotima.

China minas o 95% dos elementos da Terra rara para satisfacer a demanda de estilos de vida de alta tecnoloxía e enerxía renovable

Desde finais dos noventa, China dominou a produción de REE, empregando os seus propios depósitos de arxila de absorción de ións, coñecidos como "arxilas de China do Sur".

É económico para China facer porque os depósitos de arxila son sinxelos extraer a REES do uso de ácidos débiles.

Os elementos da Terra rara úsanse para todo tipo de equipos de alta tecnoloxía, incluíndo ordenadores, reprodutores de DVD, teléfonos móbiles, iluminación, fibra óptica, cámaras e altofalantes e incluso equipos militares, como motores a chorro, sistemas de orientación contra mísiles, satélites e defensa anti-mísiles.

Un obxectivo do acordo climático de París de 2015 é limitar o quecemento global a menos de 2 ºC, preferiblemente 1,5 ºC, niveis preindustriais. Isto aumentou a demanda de enerxía renovable e coches eléctricos, que tamén requiren que REES funcione.

En 2010, China anunciou que reduciría as exportacións de REE para cumprir o seu propio aumento da demanda, pero tamén mantería a súa posición dominante para subministrar equipos de alta tecnoloxía ao resto do mundo.

China tamén está nunha forte posición económica para controlar a subministración de REES necesaria para enerxías renovables como paneis solares, turbinas de enerxía eólica e mareas, así como vehículos eléctricos.

Fosfogypsum Fertilizante Rare Elements Capture Project

O fosfogipsum é un subproduto do fertilizante e contén elementos radioactivos que se producen de forma natural como o uranio e o torio. Por este motivo, almacénase indefinidamente, con riscos asociados a contaminar solo, aire e auga.

Polo tanto, os investigadores da Penn State University, idearon un enfoque de varias etapas empregando péptidos deseñados, cordas curtas de aminoácidos que poden identificar e separar con precisión os REES usando unha membrana especialmente desenvolvida.

Como os métodos de separación tradicionais son insuficientes, o proxecto pretende deseñar novas técnicas de separación, materiais e procesos.

O deseño está liderado por modelado computacional, desenvolvido por Rachel Getman, investigadora principal e profesora asociada de enxeñaría química e biomolecular en Clemson, cos investigadores Christine Duval e Julie Renner, desenvolvendo as moléculas que se achegarán a REES específicas.

Greenlee verá como se comportan na auga e avaliarán o impacto ambiental e os diferentes potenciais económicos baixo deseño variable e situacións operativas.

A profesora de enxeñaría química Lauren Greenlee, afirma que: "Hoxe, estímase que 200.000 toneladas de elementos da Terra rara quedan atrapados en residuos de fosfogipsum non procesados ​​só en Florida".

O equipo identifica que a recuperación tradicional está asociada a barreiras ambientais e económicas, polo que actualmente se recuperan de materiais compostos, que requiren a queima de combustibles fósiles e ten intensiva en man de obra

O novo proxecto centrarase en recuperalos dun xeito sostible e pode ser lanzado a maior escala para os beneficios ambientais e económicos.

Se o proxecto ten éxito, tamén podería reducir a dependencia dos Estados Unidos de China por proporcionar elementos da Terra rara.

Financiamento do proxecto da Fundación Nacional de Ciencia

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

Formas alternativas de recuperar elementos da Terra rara

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

Aínda que un proceso sinxelo, a lixiviación require unha alta cantidade de reactivos químicos perigosos, polo que é indesexable comercialmente.

A extracción de disolventes é unha técnica eficaz pero non é moi eficiente porque é intensiva en traballo e leva moito tempo.

Outro xeito común de recuperarse REES é a través da agricultura, tamén coñecida como minería electrónica, que implica o transporte de residuos electrónicos, como ordenadores antigos, teléfonos e televisión de varios países a China para a extracción de REE.

Segundo o Programa de Medio Ambiente das Nacións Unidas, xeráronse máis de 53 millóns de toneladas de residuos electrónicos en 2019, con preto de 57 millóns de dólares materiais primos que conteñen REES e metais.

Aínda que a miúdo considerado como un método sostible de reciclaxe de materiais, non é sen o seu propio conxunto de problemas que aínda hai que superar.

A agromación require moito espazo de almacenamento, plantas de reciclaxe, residuos de vertedura despois da recuperación de REE e implica custos de transporte, que requiren queimar combustibles fósiles.

O proxecto Penn State University ten o potencial de superar algúns dos problemas asociados aos métodos tradicionais de recuperación de REE se pode satisfacer os seus propios obxectivos ambientais e económicos.

---

Tempo de publicación: xul-04-2022