Հազվագյուտ Երկրի տարրերի կայուն արդյունահանման ապագան
Աղբյուր՝ AZO MiningԻ՞նչ են հազվագյուտ երկրային տարրերը և որտե՞ղ են դրանք հանդիպում։Հազվագյուտ հողային տարրերը (ՀՀԷ) ներառում են 17 մետաղական տարրեր, որոնք կազմված են պարբերական աղյուսակի 15 լանթանիդներից՝ԼանթանումՑերիումՊրազեոդիմիումՆեոդիմՊրոմեթիումՍամարիումԵվրոպիումԳադոլինիումՏերբիումԴիսպրոզիումՀոլմիումԷրբիումԹուլիումԻտերբիումՈւտեցիումՍկանդիումԻտրիումԴրանց մեծ մասը այնքան էլ հազվադեպ չեն, որքան խմբի անունն է հուշում, բայց անվանվել են 18-րդ և 19-րդ դարերում՝ համեմատած այլ, ավելի տարածված «հողային» տարրերի, ինչպիսիք են կիրը և մագնեզիումը։Ցերիումը ամենատարածված սոցիալական ածխածնային մետաղն է և ավելի առատ է, քան պղինձը կամ կապարը:Սակայն, երկրաբանական առումով, ՀՆԱ-ները հազվադեպ են հանդիպում կենտրոնացված հանքավայրերում, քանի որ, օրինակ, ածխի շերտագծերը դրանց արդյունահանումը տնտեսապես դժվարացնում են։Դրանք հանդիպում են չորս հիմնական անսովոր ապարների տեսակներում՝ կարբոնատիտներում, որոնք անսովոր մագմատիկ ապարներ են, որոնք ստացվում են կարբոնատով հարուստ մագմաներից, ալկալային մագմատիկ միջավայրերից, իոնների կլանող կավե հանքավայրերից և մոնազիտ-քսենոտիմե կրող պլացերների հանքավայրերից։Չինաստանը արդյունահանում է հազվագյուտ Երկրի տարրերի 95%-ը՝ բարձր տեխնոլոգիական կենսակերպի և վերականգնվող էներգիայի պահանջարկը բավարարելու համար1990-ականների վերջից ի վեր Չինաստանը գերիշխող դիրք է գրավել հումքի և ածխածնի արտադրության ոլորտում՝ օգտագործելով իր սեփական իոններ կլանող կավի հանքավայրերը, որոնք հայտնի են որպես «Հարավային Չինաստանի կավեր»։Չինաստանի համար դա տնտեսապես շահավետ է, քանի որ կավի հանքավայրերից ՀԷԿ-ները հեշտ է արդյունահանել թույլ թթուների միջոցով։Հազվագյուտ երկրի տարրերը օգտագործվում են բոլոր տեսակի բարձր տեխնոլոգիական սարքավորումների համար, ներառյալ համակարգիչները, DVD նվագարկիչները, բջջային հեռախոսները, լուսավորությունը, օպտիկամանրաթելային սարքավորումները, տեսախցիկները և բարձրախոսները, և նույնիսկ ռազմական սարքավորումներ, ինչպիսիք են ռեակտիվ շարժիչները, հրթիռային կառավարման համակարգերը, արբանյակները և հակահրթիռային պաշտպանությունը։2015 թվականի Փարիզի կլիմայական համաձայնագրի նպատակներից մեկն է սահմանափակել գլոբալ տաքացումը 2˚C-ից ցածր, ցանկալի է՝ 1.5˚C-ից ցածր, նախաարդյունաբերական մակարդակից։ Սա մեծացրել է վերականգնվող էներգիայի և էլեկտրական մեքենաների պահանջարկը, որոնց շահագործման համար նույնպես անհրաժեշտ են ներքին էներգետիկ էներգիաներ։2010 թվականին Չինաստանը հայտարարեց, որ կկրճատի ՀՆԱ-ի արտահանումը՝ բավարարելու իր սեփական պահանջարկի աճը, բայց նաև կպահպանի իր գերիշխող դիրքը աշխարհի մնացած մասին բարձր տեխնոլոգիական սարքավորումներ մատակարարելու հարցում։Չինաստանը նաև ամուր տնտեսական դիրքում է գտնվում՝ վերահսկելու վերականգնվող էներգիայի, ինչպիսիք են արևային վահանակները, քամու և մակընթացային էներգիայի տուրբինները, ինչպես նաև էլեկտրական տրանսպորտային միջոցները, համար անհրաժեշտ հումքի և էներգետիկայի մատակարարումը։Ֆոսֆոգիպսային պարարտանյութ՝ հազվագյուտ Երկրի տարրերի որսման նախագիծՖոսֆոգիպսը պարարտանյութի ենթամթերք է և պարունակում է բնականորեն առաջացող ռադիոակտիվ տարրեր, ինչպիսիք են ուրանն ու թորիումը: Այդ պատճառով այն պահվում է անորոշ ժամանակով, ինչը կարող է աղտոտել հողը, օդը և ջուրը:Հետևաբար, Փենն Սթեյթ համալսարանի հետազոտողները մշակել են բազմաստիճան մոտեցում՝ օգտագործելով ինժեներական պեպտիդներ՝ ամինաթթուների կարճ շղթաներ, որոնք կարող են ճշգրիտ նույնականացնել և առանձնացնել ֆերմենտային էնեֆիլտրատները՝ օգտագործելով հատուկ մշակված թաղանթ։Քանի որ ավանդական տարանջատման մեթոդները անբավարար են, նախագիծը նպատակ ունի մշակել տարանջատման նոր տեխնիկաներ, նյութեր և գործընթացներ։Նախագծումը ղեկավարվում է հաշվողական մոդելավորման միջոցով, որը մշակվել է Քլեմսոնի համալսարանի քիմիական և կենսամոլեկուլային ճարտարագիտության գլխավոր հետազոտող և դոցենտ Ռեյչել Գետմանի կողմից, իսկ հետազոտողներ Քրիստին Դյուվալը և Ջուլի Ռենները մշակում են մոլեկուլներ, որոնք կկապվեն որոշակի սոցիալական ածխաջրերի հետ։Գրինլին կուսումնասիրի, թե ինչպես են դրանք պահում իրենց ջրում և կգնահատի շրջակա միջավայրի վրա ազդեցությունը և տարբեր տնտեսական ներուժը փոփոխական նախագծման և շահագործման պայմաններում։Քիմիական ճարտարագիտության պրոֆեսոր Լորեն Գրինլին պնդում է, որ «այսօր միայն Ֆլորիդայում չմշակված ֆոսֆոգիպսի թափոնների մեջ գնահատվում է մոտ 200,000 տոննա հազվագյուտ հողային տարրեր»։Թիմը նշում է, որ ավանդական վերականգնումը կապված է շրջակա միջավայրի և տնտեսական խոչընդոտների հետ, որի պատճառով դրանք ներկայումս վերականգնվում են կոմպոզիտային նյութերից, որոնք պահանջում են բրածո վառելիքի այրում և աշխատատար են։Նոր նախագիծը կկենտրոնանա դրանց կայուն եղանակով վերականգնման վրա և կարող է իրականացվել ավելի մեծ մասշտաբով՝ բնապահպանական և տնտեսական օգուտներ ստանալու համար։Եթե նախագիծը հաջող լինի, այն կարող է նաև նվազեցնել ԱՄՆ-ի կախվածությունը Չինաստանից՝ հազվագյուտ հողային տարրերի մատակարարման հարցում։Ազգային գիտական հիմնադրամի նախագծի ֆինանսավորումՓենն Սթեյթի REE նախագիծը ֆինանսավորվում է չորս տարվա 571,658 դոլար դրամաշնորհով, որի ընդհանուր արժեքը կազմում է 1.7 միլիոն դոլար, և համագործակցություն է Քեյս Վեսթերն Ռեզերվ համալսարանի և Քլեմսոն համալսարանի հետ։Հազվագյուտ Երկրի տարրերի վերականգնման այլընտրանքային եղանակներՀՌԷ վերականգնումը սովորաբար իրականացվում է փոքրածավալ գործողությունների միջոցով, սովորաբար՝ լվացման և լուծիչով արդյունահանման միջոցով։Չնայած պարզ գործընթաց լինելուն, լվացումը պահանջում է մեծ քանակությամբ վտանգավոր քիմիական ռեակտիվներ, ուստի առևտրային առումով անցանկալի է։Լուծիչով արդյունահանումը արդյունավետ մեթոդ է, բայց այնքան էլ արդյունավետ չէ, քանի որ այն աշխատատար և ժամանակատար է։Հանքարդյունաբերական ձեռնարկությունների (ՀԷԲ) վերականգնման մեկ այլ տարածված եղանակ է գյուղատնտեսական հանքարդյունաբերությունը, որը հայտնի է նաև որպես էլեկտրոնային հանքարդյունաբերություն, որը ներառում է էլեկտրոնային թափոնների, ինչպիսիք են հին համակարգիչները, հեռախոսները և հեռուստացույցները, տեղափոխումը տարբեր երկրներից Չինաստան՝ ՀԷԲ արդյունահանման համար:ՄԱԿ-ի շրջակա միջավայրի ծրագրի տվյալներով՝ 2019 թվականին առաջացել է ավելի քան 53 միլիոն տոննա էլեկտրոնային թափոն, որից մոտ 57 միլիարդ դոլարի հումքը պարունակում է աղիքային ինֆեկցիաներ և մետաղներ։Չնայած այն հաճախ գովազդվում է որպես նյութերի վերամշակման կայուն մեթոդ, այն զերծ չէ իր սեփական խնդիրներից, որոնք դեռ պետք է հաղթահարվեն։Գյուղատնտեսական հանքարդյունաբերությունը պահանջում է մեծ պահեստային տարածք, վերամշակման կայաններ, աղբավայրերում թափոնների տեղադրում՝ ՀՆԱ-ի վերականգնումից հետո, և ներառում է տրանսպորտային ծախսեր, որոնք պահանջում են բրածո վառելիքի այրում։Փենսիլվանիայի պետական համալսարանի նախագիծն ունի ներուժ հաղթահարելու ավանդական ՍՆՀ վերականգնման մեթոդների հետ կապված որոշ խնդիրներ, եթե այն կարողանա բավարարել իր սեփական բնապահպանական և տնտեսական նպատակները։Հրապարակման ժամանակը. Հուլիս-04-2022
