کیفیت پودر صیقل دهنده خاک کمیاب & کاتالیزور خاکی کمیاب کارخانه

       خانواده AM2Pn2 (A= Ca, Sr, Ba, Yb, Mg; M = Zn, Cd, Mg; و Pn = N, P, As, Sb, Bi) از فازهای زینتل به عنوان مواد ترموالکتریک شناخته شده است و اخیراً توجه زیادی را به خود جلب کرده است به عنوان مواد بسیار امیدوارکننده برای جاذب های خورشیدی در سلول های خورشیدی تک پیوندی و پشت سر هم. در این مقاله، ما از اصول اولیه، کل خانواده ترکیبات AM2Pn2 را از نظر ساختار حالت پایه، پایداری ترمودینامیکی و ساختار الکترونیکی بررسی خواهیم کرد. ما همچنین طیف‌سنجی فوتولومینسانس را بر روی پودر فله‌ای و نمونه‌های لایه نازک انجام می‌دهیم تا نتایج خود را تأیید کنیم، از جمله اولین اندازه‌گیری‌های شکاف‌های نواری SrCd2P2 و CaCd2P2.       ترکیبات AM2Pn2 پایداری گسترده‌ای را نشان می‌دهند، بیشتر ایزواستراکچرال به CaAl2Si2 (P3̅m1) هستند و طیف وسیعی از شکاف‌های نواری از 0 تا بیش از 3 eV را پوشش می‌دهند. این می تواند آنها را برای اهداف مختلفی مفید کند، که برای آنها چندین کاندید پیشنهاد می کنیم، مانند CaZn2N2 برای جاذب های خورشیدی سلول های بالایی پشت سر هم و SrCd2Sb2 و CaZn2Sb2 برای آشکارسازهای مادون قرمز. با بررسی ساختارهای نواری AM2Pn2، متوجه می‌شویم که Mg3Sb2 به دلیل داشتن چندین جیب نواری ظرفیت خارج از Γ، که در میان ترکیب‌های مورد مطالعه در اینجا منحصربه‌فرد است، بیشترین امید را به عنوان یک ماده ترموالکتریک دارد.       در اینجا، ما به طور سیستماتیک پایداری فاز و ساختار نواری الکترونیکی ترکیبات AM2Pn2 را در طیف وسیعی از ترکیبات، با استفاده از محاسبات اصول اولیه، مطالعه کرده‌ایم و دریافتیم که اکثر ترکیب‌های مورد مطالعه در اینجا پایدار و ایزواستراکچرال هستند و اینها طیف وسیعی از شکاف‌های نواری را در اختیار دارند. شکاف نواری به طور کلی با کاهش جرم Pn افزایش می یابد. در حالی که بیسموتیدها عمدتاً فلزی هستند، نیتریدها دارای شکاف های نواری بزرگتر از 3 eV هستند. ما نتایج را با ادبیات تجربی مقایسه می کنیم و آنها را با نتایج تجربی جدید تکمیل می کنیم. کار ما می تواند برای درک ترکیبات AM2Pn2 تثبیت شده، پیشنهاد ترکیبات جدید AM2Pn2 برای سنتز و پیشنهاد کاربردهای خاص برای شیمی های خاص استفاده شود.

ویتنام قصد دارد استخراج فلزات کمیاب را از سر بگیرد   منبع: Voanews ویتنام قصد دارد بزرگترین معدن فلزات کمیاب خود را سال آینده دوباره راه اندازی کند. این پروژه می تواند عرضه این عناصر را برای رقابت با چین به شدت افزایش دهد. مواد معدنی فلزات کمیاب به فناوری های پیشرفته نیرو می دهند. سازمان زمین شناسی ایالات متحده (USGS) می گوید فلزات کمیاب مجموعه ای از 17 عنصر فلزی هستند که در تولید محصولات با فناوری پیشرفته از تلفن های همراه و وسایل نقلیه الکتریکی گرفته تا تسلیحات پیشرفته ضروری هستند. چین تنها حدود یک سوم ذخایر فلزات کمیاب جهان را در اختیار دارد. اما مطالعه ای در سال 2022 از Marsh McLennan می گوید که این کشور اکنون بیش از 60 درصد از استخراج فلزات کمیاب و 85 درصد از ظرفیت فرآوری در سراسر جهان را کنترل می کند. USGS تخمین می زند که ویتنام پس از چین، دومین ذخایر بزرگ فلزات کمیاب جهان را دارد. آنها تا حد زیادی استخراج نشده باقی مانده اند. در سپتامبر گذشته، جو بایدن، رئیس جمهور ایالات متحده، در جریان سفر خود به ویتنام توافقنامه ای را امضا کرد تا به این کشور در جذب سرمایه گذاران برای راه اندازی عملیات معدن کمک کند. این توافق گامی در جهت کمک به کشور آسیای جنوب شرقی برای ایجاد زنجیره تامین فلزات کمیاب است. شرایط این معامله شامل توسعه توانایی این کشور برای تبدیل عناصر خام به فلزات مورد استفاده در آهنرباها برای وسایل نقلیه الکتریکی، تلفن های هوشمند و توربین های بادی است. به عنوان اولین گام، دولت ویتنام قصد دارد قبل از پایان سال چندین منطقه از معدن Dong Pao خود را به سرمایه گذاران حراج کند. تسا کوتشر، مدیر اجرایی شرکت Blackstone Minerals استرالیا است، شرکتی که قصد دارد در این پروژه مناقصه دهد. کوتشر به خبرگزاری رویترز گفت که اگر Blackstone برنده شود، سرمایه گذاری آن حدود 100 میلیون دلار ارزش خواهد داشت. وی افزود که این شرکت در حال گفتگو با خودروسازان برقی از جمله VinFast و Rivian در مورد قراردادهای احتمالی تامین است. یک عکس بدون تاریخ، شالیزارهایی را نشان می دهد که کارخانه فرآوری فلزات کمیاب در نزدیکی معدن Nam Xe در استان Lai Chau در ویتنام در آن برنامه ریزی شده است. (رویترز) یک عکس بدون تاریخ، شالیزارهایی را نشان می دهد که کارخانه فرآوری فلزات کمیاب در نزدیکی معدن Nam Xe در استان Lai Chau در ویتنام در آن برنامه ریزی شده است. (رویترز) معدن Dong Pao معدن Dong Pao حداقل هفت سال است که غیرفعال بوده است. دو شرکت ژاپنی، Toyota Tsusho و Sojitz، پس از اینکه چین عرضه فلزات کمیاب را به شدت افزایش داد تا قیمت ها را کاهش دهد، پروژه های معدنی را در Dong Pao ترک کردند. تصفیه فلزات کمیاب پیچیده است و چین بسیاری از فناوری های فرآوری را کنترل می کند. با این حال، دانشگاه معدن و زمین شناسی هانوی می گوید که فلزات کمیاب در Dong Pao نسبتاً آسان استخراج می شوند و بیشتر در سنگ معدن باستنازیت متمرکز شده اند. سپس این سنگ معدن های فلزات کمیاب به پودر تبدیل شده و به اکسید فلزات کمیاب (REO) فرآوری می شوند. لو آنه توان، رئیس شرکت ویتنام ریر ارث (VTRE) است. این شرکت پالایشگر اصلی ویتنام و شریک Blackstone در این پروژه است. وی انتظار داشت Dong Pao حدود 30000 تن متریک معادل اکسید فلزات کمیاب در سال تولید کند. این مقدار، تولید Dong Pao را کمی کمتر از Mountain Pass کالیفرنیا، یکی از بزرگترین معادن جهان، که در سال 2022 43000 تن متریک از این عنصر تولید کرد، قرار می دهد. در ماه ژوئیه، دولت ویتنام اعلام کرد که قصد دارد معادن اضافی را برای تولید تا 60000 تن معادل REO در سال تا سال 2030 توسعه دهد. چین هدف خود را 210000 تن در سال گذشته تعیین کرد. هنگامی که اکسیدها جدا شدند، به فلزات برای استفاده در آهنرباها و سایر محصولات صنعتی تبدیل می شوند. وزارت انرژی ایالات متحده می گوید چین رهبر جهان در فرآیند متالیزاسیون است و 90 درصد از فلزات کمیاب را تولید می کند. اما VTRE در حال کار بر روی پروژه ای برای ساخت یک کارخانه متالیزاسیون با Setopia کره جنوبی است. دادلی کینگس‌نورث، استاد دانشکده معادن استرالیای غربی در دانشگاه کرتین است. وی گفت که ویتنام برای رسیدن به اهداف فلزات کمیاب خود راهی در پیش دارد. با این حال، وی گفت، ویتنام "منابع، تخصص استخراج و فرآوری را برای ارائه جایگزین هایی برای چین دارد."  

نووا ماینرالز در پروژه طلا استل چشم انداز استیبیوم و استیکس آنتیمونی را کشف کرد   منبع: small caps نووا ماینرالز (ASX: NVA) کشف چشم انداز استیبیوم و استیکس آنتی مون در پروژه طلا استل در آلاسکا را تایید کرده است. Field observations and soil and rock chip assays from the company’s current exploration program identified an abundance of massive stibnite (which is the primary ore source for the critical mineral antimony) hosted in quartz veins within areas coinciding with potential gold mineralisation. The results indicate the presence of antimony-enriched gold mineralisation within the Estelle gold trend and has led Nova to include antimony analysis as part of its future assay protocol and resource work at the project. این شرکت همچنین بررسی آزمایشات چند عنصری موجود را انجام می دهد تا تعیین کند که آیا آنتی مون نیز در سایر چشم انداز طلا با اولویت بالا اتفاق می افتد.   زمان مناسب کريستوفر گرتيسن، رئيس اجرايي نووا گفت که شناسايي آنتي موني در استل زمان مناسبي در بازار فعلی بود. “The discovery of high-grade stibnite associated with the gold system emerging at Estelle represents a significant development for us as the US government has listed antimony as a critical and strategic mineral to the nation’s economic and national security interestsگفت “Our team is now assessing the potential scale of this discovery and the additional value it could add to this project via the domestic supply of a mineral which has historically relied on imports from China and Russia.   گزینه های کمک هزینه و تامین مالی در حالی که نووا هنوز باید مقیاس و اهمیت استراتژیک اکتشافات آن را شناسایی کند،آقای گرتایزن گفت که این شرکت قبلاً اقدام به تماس با وزارت دفاع و انرژی دولت ایالات متحده برای بحث در مورد گزینه های کمک هزینه و تامین مالی کرده است.. برای واجد شرایط بودن برای تامین مالی، پروژه های پیشنهادی باید یک منبع صنعتی ارائه دهند.مواد و تکنولوژی که برای دفاع ملی ضروری است و نمی تواند به طور معقول در زمان مناسب توسط صنعت ایالات متحده بدون اقدام ریاست جمهوری فراهم شود. در ماه جولای، شرکت پرپتوآ ریسورسز که در کانادا ثبت شده بود، 24 دلار آمریکا دریافت کرد.8 میلیون در بودجه برای مطالعات زیست محیطی و مهندسی و مجوزهای جانبی مورد نیاز برای تولید داخلی توانایی تری سولفید آنتی مون برای مواد انرژی مرتبط با دفاع. در آگوست، Perpetua 15.5 میلیون دلار دیگر دریافت کرد تا یک زنجیره تامین کاملا داخلی تری سولفید آنتی مون را با استفاده از سنگ معدنی از پروژه طلا Stibnite در آیداهو نشان دهد.

مواد معدنی حیاتی، از جمله عناصر خاکی کمیاب، برای اقتصاد و امنیت ملی ایالات متحده ضروری هستند، زیرا در انواع کاربردهای روزمره استفاده می شوند.با توجه به ضرورت آنها، محققان به دنبال راه های جدیدی برای استخراج این فلزات هستند تا اطمینان حاصل شود که عرضه آنها تضمین شده است.اکنون، محققان مرکز مواد معدنی حیاتی ایالت پن، فرآیند تصفیه جدیدی را توسعه داده اند که اکسیدهای خاکی کمیاب را از زهکشی معدن اسید و لجن های مرتبط با خلوص 88.5 درصد استخراج می کند. این یافته‌ها با عنوان «بازیابی انتخابی خاک‌های کمیاب، آل و منگنز با عیار بالا از مواد لجن تصفیه زهکشی معدن اسیدی» در Minerals Engineering منتشر شد.   عناصر خاکی کمیاب چیست و چگونه می توان آنها را استخراج کرد؟ مواد معدنی حیاتی، از جمله 17 عنصر خاکی کمیاب، در بسیاری از محصولات خانگی رایج مانند گوشی‌های هوشمند و رایانه‌ها، و در برنامه‌های ضروری برای انتقال انرژی پاک، مانند وسایل نقلیه الکتریکی، باتری‌ها و پنل‌های خورشیدی استفاده می‌شوند.تقاضا برای این فلزات به دلیل اهمیت اقتصادی بالا و ریسک عرضه بالا افزایش یافته است و متعاقباً عدم وجود آنها پیامدهای قابل توجهی بر امنیت اقتصادی و ملی ایالات متحده خواهد داشت.   ایالات متحده باید اطمینان حاصل کند که عرضه این مواد معدنی تضمین شده است و بنابراین باید به استخراج این مواد معدنی در داخل نگاه کند.زهکشی معدن اسیدی (AMD) و جامدات و رسوبات مرتبط حاصل از تصفیه AMD منابع قابل دوام چند معدنی حیاتی و عناصر خاکی کمیاب هستند.   وزارت انرژی ایالات متحده (DOE) در حال بررسی بیشتر این موضوع است و تلاش هایی را برای نشان دادن امکان سنجی فنی و قابلیت اقتصادی استخراج، جداسازی، و بازیابی عناصر REE و CMs از زغال سنگ و منابع فرعی زغال سنگ ایالات متحده، با هدف دستیابی به این هدف، تامین مالی کرده است. مخلوط اکسیدهای خاکی کمیاب از منابع مبتنی بر زغال سنگ با حداقل خلوص 75٪.   سارما پیسوپاتی، پروفسور مهندسی انرژی و مواد معدنی و مدیر مرکز مواد معدنی حیاتی در ایالت پن، گفت: «ما برای توسعه استراتژی‌هایی برای بازیابی CM و REE از این جریان‌های زباله کار کرده‌ایم و به نقطه عطفی از REE با عیار 88.5 درصد دست یافته‌ایم. ."هدف فعلی تعیین شده توسط DOE برای دستیابی به اکسیدهای خاکی کمیاب مخلوط 75٪ است و ما از این هدف پیشی گرفته ایم."   فرآیندهای قبلی درمان AMD محققان زهکشی معدن اسید و مواد لجن مرتبط را که نشان دهنده بستر زغال سنگ Lower Kittanning است به دست آوردند و بازیابی چند کانی حیاتی را ارزیابی کردند.سپس یک فرآیند تصفیه جدید بر اساس فرآیند تصفیه قبلی AMD برای بازیابی آلومینیوم با عیار بالا، عناصر خاکی کمیاب، کبالت و محصولات منگنز از لجن طراحی شد.محمد رضایی، استادیار مهندسی معدن در ایالت پن می‌گوید: «استخراج عناصر REE و CM به‌طور مستقیم از AMD، نیاز به انحلال لجن و هزینه‌های مربوط به معرف‌ها و فرآوری را از بین می‌برد و در نتیجه روش‌های دفع زباله پایدارتر با هزینه کم را به همراه دارد. و یکی از نویسندگان در مطالعه.   ما نشان داده‌ایم که می‌توانیم این جریان‌های زباله را که برای دهه‌ها نگرانی‌های زیست‌محیطی داشته‌اند، به منابع ارزشمند تبدیل کنیم، بنابراین این یک برد برد برای محیط‌زیست، جامعه مشترک المنافع و ملت است.» معمولاً AMD با افزودن آهک یا سایر مواد شیمیایی برای افزایش pH به 7 درمان می شود. با این حال، محققان در فرآیند جدید خود این را تغییر دادند.   رضایی گفت: «معمولا AMD با افزودن مواد شیمیایی قلیایی مختلف خنثی می شود.با افزایش pH AMD در طول فرآیند تصفیه، فلزات به صورت هیدروکسیدهای فلزی یا مجتمع‌های دیگر رسوب می‌کنند. سیستم جدید AMD برای استخراج اکسیدهای عناصر خاکی کمیابدر سیستم جدید توسعه یافته توسط محققان، pH هنوز به 7 افزایش می یابد، اما این کار به صورت مرحله ای انجام می شود.   پیسوپاتی می‌گوید: «به‌جای افزودن هیدروکسید سدیم، هیدروکسید کلسیم یا آهک به یکباره برای افزایش pH، آن را به صورت مرحله‌ای افزایش می‌دهیم».مزیت این روش این است که به مواد معدنی خاصی اجازه می دهد تا در سطوح مختلف pH رسوب کنند.اگر به یکباره پایه خود را اضافه کنیم و PH را به 7 برسانیم، همه اینها همزمان رسوب می کنند.سپس باید برگردیم و آنها را از هم جدا کنیم.»   pH به سطح مورد نیاز برای رسوب آهن و سپس به pH مورد نیاز برای رسوب آلومینیوم افزایش یافت.پس از این بارش، خاک های کمیاب و سپس از طریق بارش کربناته بهبود یافتند.   چالش ما این بود که نمی‌توانستیم 100 درصد آهن و آلومینیوم را حذف کنیم.مقدار کمی باقیمانده در غلظت REE وجود داشت.«حتی اگر فقط 1 درصد محتوای آلومینیوم در مخلوط داشته باشید، آن غالب است، و کیفیت خاک‌های کمیاب شما به همان اندازه خالص نخواهد بود.این در فرآیند تصفیه جدید مورد توجه قرار گرفت. رسوبات حذف شده در فرآیند تصفیه مجدداً در چرخه قرار می گیرند تا آهن، آلومینیوم و باقی مانده های دیگر حذف شوند.   پیسوپاتی می‌گوید: «در فرآیند تصفیه، دوباره چرخه را پشت سر می‌گذاریم، به pH 3 یا 3.5 برمی‌گردیم و از اول شروع می‌کنیم.ما به آرامی از شر باقیمانده های دیگر خلاص می شویم، شاید دو بار یا سه بار در طول چرخه، تا خلوص REE را افزایش دهیم.در تحقیقات قبلی، ما در حدود 17 تا 18 درصد بودیم، بنابراین این یک موفقیت قابل توجه است. خلوص مواد معدنی بازیافت شده   برای عناصر هدف، بازیابی بیش از 99٪ با طراحی یک بار بازیافت به دست آمد.در فرآیند قبلی AMD، رسوبات کبالت و منگنز به ترتیب دارای غلظت 85/0 و 23 درصد بودند.فرآیند تصفیه جدید غلظت آنها را به 1.3٪ و 43٪ افزایش داد.

ووهان، چین، 9 سپتامبر 2022 - تظاهرات اخیر توسط تیمی در دانشگاه علم و فناوری Huazhong (HUST) امکان لیزر چند باندی پایدار توسط عناصر خاکی کمیاب (RE) را مورد توجه قرار داد.در این کار، تیم تحقیقاتی از دوپینگ حرارتی به کمک پلیمر برای ساخت ریزحفره‌های دوپ‌شده با RE با فاکتورهای Q ذاتی فوق‌العاده بالای بیش از 108 استفاده کرد.ضریب Q ذاتی فوق‌العاده بالا، این فرآیند را به بستری طبیعی برای دستیابی به پدیده‌های لیزری و غیرخطی بیشتر که نیاز به توان کم دارند تبدیل می‌کند.   جدای از مزایای کاربردهای لیزر، ریزحفره آلاییده شده با Q ultrahigh-Q همچنین ممکن است بستری برای سنجش با دقت فوق العاده بالا، حافظه های نوری و بررسی برهمکنش های حفره-ماده-نور ارائه دهد.   میکرولیزرها با باندهای لیزری متعدد اجزای حیاتی در کاربردهای مختلف مانند نمایشگر تمام رنگی، ارتباطات نوری و محاسبات هستند.عناصر RE سطوح انرژی متوسط ​​با عمر طولانی و انتقال درون پیکربندی لازم برای انتشار در طیف گسترده ای از باندهای موج نور را ارائه می دهند. تولید اشعه ماوراء بنفش عمیق (UV) به نور مادون قرمز میانی با پمپاژ فوتون ها از طریق جابجایی پایین، به فرکانس پایین تر - و تبدیل بالا برای افزایش انرژی امکان پذیر است.اگرچه تبدیل به سمت بالا مزایایی را ارائه می دهد که شامل عمق نفوذ بهتر و آسیب یونیزاسیون کمتر است، اما به طور کلی دشوارتر از جابجایی پایین است.ترکیب کردن دنده به سمت پایین با تبدیل بالا می‌تواند دامنه طول موج انتشار را برای بیشترین پتانسیل افزایش دهد.   از آنجایی که استفاده از REها برای تبدیل مجدد نیاز به شرایط تطبیق فاز دقیق یا چگالی پمپ بالا را از بین می‌برد، محققان این سوال را مطرح کرده‌اند که آیا می‌توان یک لیزر چند باندی را با دوپ کردن عناصر RE در یک ریزحفره Q فوق‌العاده بدون تخریب فاکتور Q ذاتی ساخت.   محققان HUST لیزر همزمان فرابنفش، مرئی و نزدیک به مادون قرمز CW را در دمای اتاق نشان دادند.این کار از سنجش با دقت فوق العاده بالا، حافظه های نوری و بررسی برهمکنش های حفره-ماده-نور پشتیبانی می کند.با حسن نیت از B. Jiang، و همکاران، doi 10.1117/1.AP.4.4.046003.   محققان HUST لیزر امواج پیوسته فرابنفش، مرئی و نزدیک به مادون قرمز را در دمای اتاق نشان دادند.این کار از سنجش با دقت فوق العاده بالا، حافظه های نوری و بررسی برهمکنش های حفره-ماده-نور پشتیبانی می کند.با حسن نیت از B. Jiang و همکاران، doi 10.1117/1.AP.4.4.046003.   تحقیقات برای لیزرهای با تبدیل مرتبه بالا معمولاً از پمپ لیزر پالسی در یک محیط برودتی استفاده می‌کند که هدف آن کاهش آسیب حرارتی برای مواد افزایشی و حفره‌های تشدید است.   در نمایش اخیر، تیم HUST به تبدیل لیزر UV و موج پیوسته بنفش (CW) از عناصر RE در دمای اتاق دست یافت.   این تیم یک ریزحفره را با اربیوم و ایتربیوم دوپ کردند و آن را با یک لیزر CW 975 نانومتری پمپ کردند.لیزر حاصل، محدوده طول موجی در حدود 1170 نانومتر را در بر گرفت و نوارهای UV، مرئی و مادون قرمز نزدیک (NIR) را پوشش داد.تیم تخمین زد که تمام آستانه های لیزر در سطح زیر میلی وات بودند.میکرولیزرها پایداری شدت خوبی را در طول 190 دقیقه نشان دادند که آنها را برای کاربردهای عملی مناسب می کند.   علاوه بر این، سایر عناصر RE - مانند تولیوم، هولمیوم، و نئودیمیم - ممکن است طرح‌های پمپ انعطاف‌پذیر و طول موج‌های لیزر فراوان را فراهم کنند.

منبع: AZO Mining   عناصر خاکی کمیاب (REEs) شامل 17 عنصر فلزی هستند که از 15 لانتانید در جدول تناوبی تشکیل شده اند: La, Ce, Pr......... سریم رایج ترین REE و فراوانتر از مس یا سرب است. آنها در عوض در چهار نوع سنگ اصلی غیر معمول یافت می شوند.کربناتیت‌ها، که سنگ‌های آذرین غیرمعمولی هستند که از ماگماهای غنی از کربنات، تنظیمات آذرین قلیایی، رسوبات رس جذب‌کننده یون و رسوبات پلاسرهای حامل مونازیت-گزنوتایم به دست می‌آیند. از اواخر دهه 1990، چین بر تولید REE تسلط داشت و از ذخایر رس جذب کننده یون خود، معروف به "رس های چین جنوبی" استفاده کرد. عناصر خاکی کمیاب برای انواع تجهیزات پیشرفته از جمله کامپیوتر، پخش کننده دی وی دی، تلفن های همراه، نورپردازی، فیبر نوری، دوربین ها و بلندگوها و حتی تجهیزات نظامی مانند موتورهای جت، سیستم های هدایت موشک، ماهواره ها و ضد استفاده می شوند. -دفاع موشکی در سال 2010، چین اعلام کرد که صادرات REE را کاهش می دهد تا تقاضای خود را افزایش دهد، اما همچنین موقعیت غالب خود را برای تامین تجهیزات پیشرفته به بقیه جهان حفظ خواهد کرد. پروژه جذب عناصر کمیاب خاکی کود فسفوژیپسوم بنابراین، محققان دانشگاه ایالتی پن، رویکردی چند مرحله‌ای با استفاده از پپتیدهای مهندسی شده، رشته‌های کوتاهی از اسیدهای آمینه ابداع کرده‌اند که می‌توانند به‌دقت REE‌ها را با استفاده از یک غشای توسعه‌یافته خاص شناسایی و جدا کنند. این طراحی توسط مدل‌سازی محاسباتی انجام شده است که توسط راشل گتمن، محقق اصلی و دانشیار مهندسی شیمی و بیومولکولی در کلمسون، با محققین کریستین دووال و جولی رنر، توسعه داده شده است که مولکول‌هایی را توسعه می‌دهند که به REE‌های خاص متصل می‌شوند. لورن گرینلی، پروفسور مهندسی شیمی، ادعا می کند که: "امروزه، تخمین زده می شود که 200000 تن عناصر کمیاب خاکی تنها در فلوریدا در ضایعات فسفوژیپس فرآوری نشده به دام افتاده اند." پروژه جدید بر بازیابی آنها به روشی پایدار تمرکز خواهد کرد و ممکن است در مقیاس بزرگتر برای منافع زیست محیطی و اقتصادی اجرا شود. تامین مالی پروژه بنیاد ملی علوم راه های جایگزین برای بازیابی عناصر کمیاب زمین اگرچه شسته شدن فرآیند ساده ای است، اما به مقدار زیادی از معرف های شیمیایی خطرناک نیاز دارد، بنابراین از نظر تجاری نامطلوب است. راه متداول دیگر برای بازیابی عناصر REE از طریق کشاورزی است که به عنوان استخراج الکترونیکی نیز شناخته می شود، که شامل حمل و نقل زباله های الکترونیکی مانند رایانه های قدیمی، تلفن ها و تلویزیون از کشورهای مختلف به چین برای استخراج REE است. اگرچه اغلب به عنوان روشی پایدار برای بازیافت مواد مطرح می شود، اما بدون مجموعه ای از مشکلات نیست که هنوز باید بر آنها غلبه کرد. پروژه دانشگاه ایالتی پن این پتانسیل را دارد که بر برخی از مشکلات مربوط به روش های سنتی بازیابی REE غلبه کند، اگر بتواند اهداف زیست محیطی و اقتصادی خود را برآورده کند.

منبع: AZO Mining   عناصر کمیاب زمین چیست و در کجا یافت می شوند؟ عناصر خاکی کمیاب (REEs) شامل 17 عنصر فلزی هستند که از 15 لانتانید در جدول تناوبی تشکیل شده اند: La, Ce, Pr......... بسیاری از آنها به اندازه نام گروه نادر نیستند، اما در قرن 18 و 19 در مقایسه با سایر عناصر رایج "زمین" مانند آهک و منیزیا نامگذاری شده اند. سریم رایج ترین REE و فراوانتر از مس یا سرب است. با این حال، از نظر زمین‌شناسی، عناصر REE به ندرت در ذخایر متمرکز یافت می‌شوند، به‌عنوان مثال، لایه‌های زغال سنگ، استخراج آنها را از نظر اقتصادی دشوار می‌کند. آنها در عوض در چهار نوع سنگ اصلی غیر معمول یافت می شوند.کربناتیت‌ها، که سنگ‌های آذرین غیرمعمولی هستند که از ماگماهای غنی از کربنات، تنظیمات آذرین قلیایی، رسوبات رس جذب‌کننده یون و رسوبات پلاسرهای حامل مونازیت-گزنوتایم به دست می‌آیند. چین 95 درصد از عناصر کمیاب زمین را برای برآوردن تقاضا برای سبک زندگی پیشرفته و انرژی های تجدیدپذیر استخراج می کند. از اواخر دهه 1990، چین بر تولید REE تسلط داشت و از ذخایر رس جذب کننده یون خود، معروف به "رس های چین جنوبی" استفاده کرد. این کار برای چین مقرون به صرفه است زیرا رسوبات خاک رس استخراج عناصر REE با استفاده از اسیدهای ضعیف ساده است. عناصر خاکی کمیاب برای انواع تجهیزات پیشرفته از جمله کامپیوتر، پخش کننده دی وی دی، تلفن های همراه، نورپردازی، فیبر نوری، دوربین ها و بلندگوها و حتی تجهیزات نظامی مانند موتورهای جت، سیستم های هدایت موشک، ماهواره ها و ضد استفاده می شوند. -دفاع موشکی هدف از توافقنامه اقلیمی پاریس در سال 2015، محدود کردن گرمایش جهانی به زیر 2 درجه سانتیگراد، ترجیحاً 1.5 درجه سانتیگراد، در سطوح پیش از صنعتی شدن است.این امر تقاضا برای انرژی های تجدیدپذیر و خودروهای الکتریکی را افزایش داده است، که برای کار کردن به REE نیز نیاز دارند. در سال 2010، چین اعلام کرد که صادرات REE را کاهش می دهد تا تقاضای خود را افزایش دهد، اما همچنین موقعیت غالب خود را برای تامین تجهیزات پیشرفته به بقیه جهان حفظ خواهد کرد. چین همچنین در یک موقعیت اقتصادی قوی برای کنترل عرضه عناصر REE مورد نیاز برای انرژی های تجدیدپذیر مانند پنل های خورشیدی، توربین های بادی و نیروی جزر و مدی و همچنین وسایل نقلیه الکتریکی قرار دارد. پروژه جذب عناصر کمیاب خاکی کود فسفوژیپسوم فسفوژیپس یک محصول جانبی کود است و حاوی عناصر رادیواکتیو طبیعی مانند اورانیوم و توریم است.به همین دلیل، با خطرات مرتبط با آلودگی خاک، هوا و آب، به طور نامحدود ذخیره می شود. بنابراین، محققان دانشگاه ایالتی پن، رویکردی چند مرحله‌ای با استفاده از پپتیدهای مهندسی شده، رشته‌های کوتاهی از اسیدهای آمینه ابداع کرده‌اند که می‌توانند به‌دقت REE‌ها را با استفاده از یک غشای توسعه‌یافته خاص شناسایی و جدا کنند. از آنجایی که روش‌های جداسازی سنتی کافی نیستند، هدف پروژه ابداع تکنیک‌ها، مواد و فرآیندهای جداسازی جدید است. این طراحی توسط مدل‌سازی محاسباتی انجام شده است که توسط راشل گتمن، محقق اصلی و دانشیار مهندسی شیمی و بیومولکولی در کلمسون، با محققین کریستین دووال و جولی رنر، توسعه داده شده است که مولکول‌هایی را توسعه می‌دهند که به REE‌های خاص متصل می‌شوند. گرینلی به نحوه رفتار آنها در آب نگاه خواهد کرد و اثرات زیست محیطی و پتانسیل های اقتصادی مختلف را تحت شرایط طراحی و عملیاتی متغیر ارزیابی خواهد کرد. لورن گرینلی، پروفسور مهندسی شیمی، ادعا می کند که: "امروزه، تخمین زده می شود که 200000 تن عناصر کمیاب خاکی تنها در فلوریدا در ضایعات فسفوژیپس فرآوری نشده به دام افتاده اند." این تیم شناسایی می کند که بازیابی سنتی با موانع زیست محیطی و اقتصادی همراه است، به طوری که آنها در حال حاضر از مواد کامپوزیتی که نیاز به سوزاندن سوخت های فسیلی دارند و کار فشرده ای هستند، بازیافت می شوند. پروژه جدید بر بازیابی آنها به روشی پایدار تمرکز خواهد کرد و ممکن است در مقیاس بزرگتر برای منافع زیست محیطی و اقتصادی اجرا شود. اگر این پروژه موفقیت آمیز باشد، می تواند وابستگی ایالات متحده به چین برای تامین عناصر کمیاب خاکی را نیز کاهش دهد. تامین مالی پروژه بنیاد ملی علوم پروژه REE ایالت پن با کمک مالی چهار ساله به مبلغ 571658 دلار، مجموعاً 1.7 میلیون دلار، و با همکاری دانشگاه کیس وسترن رزرو و دانشگاه کلمسون تأمین می شود. راه های جایگزین برای بازیابی عناصر کمیاب زمین بازیابی RRE معمولاً با استفاده از عملیات در مقیاس کوچک، معمولاً با شستشو و استخراج با حلال انجام می شود. اگرچه شسته شدن فرآیند ساده ای است، اما به مقدار زیادی از معرف های شیمیایی خطرناک نیاز دارد، بنابراین از نظر تجاری نامطلوب است. استخراج با حلال یک تکنیک موثر است اما بسیار کارآمد نیست زیرا کار فشرده و زمان بر است. راه متداول دیگر برای بازیابی عناصر REE از طریق کشاورزی است که به عنوان استخراج الکترونیکی نیز شناخته می شود، که شامل حمل و نقل زباله های الکترونیکی مانند رایانه های قدیمی، تلفن ها و تلویزیون از کشورهای مختلف به چین برای استخراج REE است. بر اساس برنامه محیط زیست سازمان ملل متحد، بیش از 53 میلیون تن زباله الکترونیکی در سال 2019 تولید شد که حدود 57 میلیارد دلار مواد خام حاوی عناصر REE و فلزات بود. اگرچه اغلب به عنوان روشی پایدار برای بازیافت مواد مطرح می شود، اما بدون مجموعه ای از مشکلات نیست که هنوز باید بر آنها غلبه کرد. کشاورزی نیاز به فضای زیادی برای ذخیره سازی، کارخانه های بازیافت، زباله های دفن زباله پس از بازیافت REE و هزینه های حمل و نقل دارد که نیاز به سوزاندن سوخت های فسیلی دارد. پروژه دانشگاه ایالتی پن این پتانسیل را دارد که بر برخی از مشکلات مرتبط با روش های سنتی بازیابی REE غلبه کند، اگر بتواند اهداف زیست محیطی و اقتصادی خود را برآورده کند.

منبع: Eurasia Review   عناصر کمیاب خاکی به سختی به دست می‌آیند و بازیافت آن سخت است، اما یک شهود شهودی دانشمندان دانشگاه رایس را به سمت یک راه‌حل ممکن سوق داد.   آزمایشگاه برنج شیمیدان جیمز تور گزارش می دهد که با موفقیت عناصر خاکی کمیاب با ارزش (REE) را با بازدهی به اندازه کافی بالا از زباله استخراج کرده است تا مشکلات تولیدکنندگان را حل کند و در عین حال سود آنها را افزایش دهد.   فرآیند گرمایش فلاش ژول آزمایشگاه، که چندین سال پیش برای تولید گرافن از هر منبع کربن جامد معرفی شد، اکنون در سه منبع عناصر کمیاب خاکی - خاکستر بادی زغال سنگ، باقیمانده بوکسیت و ضایعات الکترونیکی - برای بازیابی فلزات خاکی کمیاب اعمال شده است. خواص مغناطیسی و الکترونیکی برای الکترونیک مدرن و فناوری های سبز حیاتی است.   محققان می گویند که فرآیند آنها با استفاده از انرژی بسیار کمتر و تبدیل جریان اسیدی که اغلب برای بازیابی عناصر استفاده می شود به یک قطره با محیط زیست مهربان تر است.   این مطالعه در Science Advances ظاهر می شود.   عناصر خاکی کمیاب در واقع کمیاب نیستند.یکی از آنها، سریم، از مس فراوانتر است و همه از طلا فراوانتر است.اما این 15 عنصر لانتانید، همراه با ایتریم و اسکاندیم، به طور گسترده توزیع شده و استخراج آنها از مواد معدنی دشوار است.   تور گفت: «ایالات متحده قبلاً عناصر خاکی کمیاب را استخراج می کرد، اما عناصر رادیواکتیو زیادی نیز دریافت می کنید."شما مجاز به تزریق مجدد آب نیستید، و باید آن را دفع کنید، که گران و مشکل ساز است.در روزی که ایالات متحده تمام معادن خاک کمیاب را حذف کرد، منابع خارجی قیمت آنها را ده برابر افزایش دادند.   او گفت، بنابراین انگیزه های زیادی برای بازیافت آنچه قبلا استخراج شده است وجود دارد.بیشتر آن در خاکستر بادی، محصول جانبی نیروگاه های زغال سنگ، انباشته یا مدفون می شود.او گفت: «ما کوه هایی از آن داریم.بقایای سوختن زغال سنگ، اکسیدهای سیلیکون، آلومینیوم، آهن و کلسیم است که در اطراف عناصر کمیاب شیشه ایجاد می کند و استخراج آنها را بسیار سخت می کند.باقیمانده بوکسیت، که گاهی گل قرمز نامیده می شود، محصول جانبی سمی تولید آلومینیوم است، در حالی که زباله های الکترونیکی از دستگاه های قدیمی مانند رایانه ها و تلفن های هوشمند است.   در حالی که استخراج صنعتی از این ضایعات معمولاً شامل شستشو با اسید قوی است که فرآیندی زمان‌بر و غیرسبز است، آزمایشگاه برنج خاکستر بادی و سایر مواد (ترکیب با کربن سیاه برای افزایش رسانایی) را تا حدود 3000 درجه سانتی‌گراد (5432 درجه فارنهایت) گرم می‌کند. ) در یک ثانیهاین فرآیند زباله ها را به گونه های REE فعال شده بسیار محلول تبدیل می کند.   تور گفت که تصفیه خاکستر بادی با گرمایش ژول "شیشه ای را می شکند که این عناصر را در بر می گیرد و فسفات های REE را به اکسیدهای فلزی تبدیل می کند که بسیار راحت تر حل می شوند."در فرآیندهای صنعتی از غلظت 15 مولار اسید نیتریک برای استخراج مواد استفاده می شود.فرآیند برنج از غلظت بسیار ملایم 0.1 مولاری اسید هیدروکلریک استفاده می کند که همچنان محصول بیشتری تولید می کند.   در آزمایش‌هایی که توسط محقق فوق‌دکتری و نویسنده اصلی بینگ دنگ انجام شد، محققان دریافتند که خاکستر بادی زغال‌سنگ گرمایش ژول (CFA) بازده بیشتر عناصر خاکی کمیاب را با استفاده از اسید بسیار ملایم در مقایسه با شستشوی CFA تصفیه‌نشده در اسیدهای قوی، بیش از دو برابر می‌کند.   بینگ گفت: «این استراتژی برای ضایعات مختلف کلی است.ما ثابت کردیم که بازده بازیافت REE از خاکستر بادی زغال سنگ، باقی مانده بوکسیت و ضایعات الکترونیکی با همان فرآیند فعال سازی بهبود یافته است.   بینگ گفت که کلیت این فرآیند آن را به ویژه امیدوارکننده می کند، زیرا سالانه میلیون ها تن باقیمانده بوکسیت و زباله های الکترونیکی نیز تولید می شود.   تور گفت: "وزارت انرژی تشخیص داده است که این یک نیاز حیاتی است که باید حل شود."فرآیند ما به کشور می‌گوید که دیگر به معادن مضر برای محیط‌زیست یا منابع خارجی برای عناصر کمیاب خاکی وابسته نیستیم.»   آزمایشگاه تور در سال 2020 گرمایش فلاش ژول را برای تبدیل زغال سنگ، کک نفتی و زباله به گرافن، شکل کربن با ضخامت تک اتم، معرفی کرد، فرآیندی که اکنون تجاری شده است.از آن زمان این آزمایشگاه این فرآیند را برای تبدیل زباله های پلاستیکی به گرافن و استخراج فلزات گرانبها از زباله های الکترونیکی تطبیق داده است.  

منبع: نقد جهانی معدن   سیستم های الکترومغناطیسی جنرال اتمیکس (GA-EMS) مذاکرات با دفتر ساخت پیشرفته وزارت انرژی ایالات متحده (DOE) را برای طراحی و مهندسی تاسیسات در آماده سازی برای ساخت و بهره برداری از یک کارخانه نمایش و جداسازی عناصر خاکی کمیاب (REE) نهایی کرده است.GA-EMS با Umwelt-und-Ingenieurtechnik GmbH (UIT)، Rare Element Resources, Ltd (RER) و LNV، یک شرکت Ardurra Group, Inc همکاری می کند تا پروژه 40 ماهه طراحی، ساخت و بهره برداری را آغاز کند. تاسیسات نمایشی جداسازی و پردازش REE در وایومینگ.   اسکات فورنی، رئیس GA-EMS، اظهار داشت: "ما مشتاقانه منتظر هستیم تا با تیم شروع به کار کنیم تا این پروژه نمایشی را زنده کنیم."REE ها برای طیف وسیعی از فناوری ها که از کاربردهای تجاری و دفاعی پشتیبانی می کنند، از جمله وسایل نقلیه الکتریکی، پنل های خورشیدی، فیبر نوری و آهنرباهای دائمی با استحکام بالا، حیاتی هستند.این پروژه اطلاعات ارزشمندی را در مورد توسعه منابع داخلی عناصر خاکی کمیاب و فناوری‌های جداسازی که پتانسیل بهبود عرضه و در دسترس بودن REE را برای پاسخگویی به تقاضای رو به رشد دارند، ارائه می‌کند.   DOE پیشتر در سال 2021 اعلام کرد که GA-EMS را برای مذاکره در مورد جایزه مالی پروژه انتخاب کرده است.تایید اخیر جایزه مالی به تیم GA-EMS اجازه می دهد تا کار طراحی و مهندسی را برای آماده سازی برای ساخت تاسیسات و عملیات کارخانه آغاز کنند.پس از تکمیل، کارخانه نمایش جداسازی و خالص سازی اکسیدهای خاکی کمیاب به دست آمده از سنگ معدن برداشته شده از کانسار Bear Lodge RER در وایومینگ را امکان پذیر می کند.هدف اصلی این پروژه نشان دادن جداسازی و پردازش REE در مقیاس کافی برای ارائه داده ها و معیارهای پیش بینی کننده هزینه و عملکرد برای تسهیلات جداسازی و پردازش در مقیاس تجاری بعدی است.

فناوری‌های جدید و گسترش برق‌رسانی به معنای نیاز روزافزون به فلزات رایج و غیرمعمول، مانند فلزات خاکی کمیاب است.یکی از بزرگترین ذخایر اروپا در Norra Kärr خارج از Gränna است   Axel Sjöqvist، نویسنده پایان نامه دکترای جدید در دانشگاه گوتنبرگ می گوید: «نورا کار می تواند به خودکفایی اتحادیه اروپا در زمینه فلزات خاکی کمیاب کمک کند.   منابع قابل اعتماد فلزات خاکی کمیاب برای انتقال موفقیت آمیز به انرژی سبز و تولید جدید توربین های بادی و خودروهای الکتریکی مورد نیاز است.فلزات خاکی کمیاب در دستگاه هایی مانند نمایشگرها، مبدل های کاتالیزوری، باتری ها و آهنرباهای دائمی قدرتمند استفاده می شوند.   این مهم است که در مورد منشاء زمین شناسی و توسعه این انواع سنگ ها و شناسایی توزیع فلزات کمیاب خاکی بین انواع مختلف سنگ ها و کانی ها بیاموزیم. اکسل شوکویست از گروه علوم زمین دانشگاه گوتنبرگ می گوید.   مطالعات انجام شده در پایان نامه Sjöqvist بینش جدیدی در مورد منشاء زمین شناسی نورا کار ارائه می دهد. کمبود منابع قابل اعتماد برای بسیاری از فلزات و مواد معدنی حیاتی برای نوآوری وجود دارد. برای تحقق وعده‌های گذار سبز، باید منابع کافی از فلزات مورد استفاده در توربین‌های بادی و خودروهای الکتریکی وجود داشته باشد. توربین‌های بادی می‌توانند برق بیشتری تولید کنند. و خودروهای الکتریکی به لطف فلزات خاکی کمیاب که اجزای مهم موتورهای الکتریکی و ژنراتورها هستند، می توانند مسافت های طولانی تری را طی کنند."   معدن و استخراج مواد معدنی نیز چالش هایی را برای محیط زیست ایجاد می کند.و برنامه های استخراج مواد معدنی در خارج از گرانا به اعتراضات زیست محیطی منجر شده است.   "معادن منابع همیشه به نوعی بر محیط زیست تاثیر می گذارد. این تاثیر زمانی که ما فلزات وارد می کنیم از بین نمی رود. در عوض، از منظر زیست محیطی جهانی افزایش می یابد. متاسفانه منابع موجود در سنگ بستر قابل جابجایی نیستند. این به سرزمین بستگی دارد. و دادگاه محیط زیست تصمیم بگیرند که آیا طرح جدید شرکت [Accent1] برای استخراج معدن در نورا کار می تواند به شیوه ای سازگار با محیط زیست انجام شود یا خیر.   امروزه اتحادیه اروپا 98 تا 99 درصد تقاضای خود را برای فلزات خاکی کمیاب از چین وارد می کند.   در آنجا، آنها در شرایط مشکوکی هم برای انسان و هم برای محیط زیست تولید می‌شوند. چین انحصار بازار جهانی را در اختیار دارد و به آن اجازه می‌دهد تا میزان موجود بودن این فلزات در بقیه جهان را کنترل کند. در نتیجه، آنها همچنین دارای یک غیر مستقیم هستند. کنترل بر موفقیت اتحادیه اروپا در دستیابی به وعده های پایداری خود یا خیر.»

دو دلیل برای توسعه گسترده سلول های ذخیره سازی انرژی پیشرفته وجود دارد: اول، تبدیل سیستم حمل و نقل از سوخت فسیلی به برقی شدن.این امر باعث توسعه باتری های لیتیوم یون شده است.باتری‌های لیتیوم یونی می‌توانند انرژی و توان زیادی را فراهم کنند، می‌توانند به سرعت شارژ شوند و عملکرد ایمن داشته باشند، که هزینه خودروهای الکتریکی (EVS) را با خودروهای موتور احتراق داخلی بنزینی (یخ) رقابتی می‌کند.   اگرچه با درک اهمیت انرژی های تجدیدپذیر و برق رسانی حمل و نقل، سهم سوخت های فسیلی در انرژی های مختلط جهان اساساً در دهه گذشته بدون تغییر باقی مانده است.بر اساس گزارش Ren21، سوخت های فسیلی 80.3 درصد از مصرف انرژی در سال 2009 و 80.2 درصد در سال 2019 را به خود اختصاص داده اند. در این دوره، انرژی های تجدیدپذیر در حال حاضر تنها از 8.7 درصد به 11.2 درصد افزایش یافته است.   مصرف انرژی چین در جهان بسیار جلوتر است و مصرف انرژی آن دو سوم بیشتر از ایالات متحده در رتبه دوم است.در سال 2019، ساختار انرژی چین شامل 58 درصد زغال سنگ، 20 درصد نفت، 8 درصد گاز طبیعی، 8 درصد انرژی آبی، 2 درصد انرژی هسته ای و 5 درصد دیگر انرژی های تجدیدپذیر مانند انرژی باد و انرژی خورشیدی است.86 درصد انرژی چین از سوخت های فسیلی تامین می شود   وب سایت سرمایه دار بصری Bruno venditti پنج نماد برای تجسم تحول انرژی چین تولید کرد.دو تصویر جالب، ساختار انرژی جامع چین در سال 2025 و آنچه باید در سال 2060 توسعه یابد را نشان می دهد:     در مقایسه با سال 2019، مصرف سوخت فسیلی چین تنها 6 درصد کاهش می یابد و انرژی های بادی، خورشیدی، هسته ای و سایر انرژی های تجدیدپذیر تنها 5 درصد افزایش می یابد.تا سال 2060، با توجه به اینکه سوخت های فسیلی تنها 14 درصد از کل انرژی را تشکیل می دهند و انرژی هسته ای و تجدیدپذیر 71 درصد از سیستم انرژی را تشکیل می دهند، همه اینها معکوس خواهند شد.شایان ذکر است که انرژی های تجدیدپذیر متناوب تولید شده توسط انرژی خورشیدی و بادی 47 درصد از کل انرژی را تشکیل می دهد و ذخیره انرژی باتری برای دستیابی به این اهداف مورد نیاز است.