દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોના ટકાઉ ખાણકામનું ભવિષ્ય

QQ截图20220303140202

સ્ત્રોત: એઝો માઇનિંગ
દુર્લભ પૃથ્વી તત્વો શું છે અને તે ક્યાં જોવા મળે છે?
રેર અર્થ એલિમેન્ટ્સ (REEs) માં 17 ધાતુ તત્વોનો સમાવેશ થાય છે, જે સામયિક કોષ્ટક પર 15 લેન્થેનાઇડ્સથી બનેલા છે:
લેન્થેનમ
સેરિયમ
પ્રાસોડીમિયમ
નિયોડીમિયમ
પ્રોમિથિયમ
સમેરિયમ
યુરોપિયમ
ગેડોલિનિયમ
ટર્બિયમ
ડિસ્પ્રોસિયમ
હોલ્મિયમ
એર્બિયમ
થુલિયમ
યટ્ટેરબિયમ
યુટેટિયમ
સ્કેન્ડિયમ
યટ્રીયમ
તેમાંના મોટાભાગના જૂથના નામ પ્રમાણે દુર્લભ નથી, પરંતુ ચૂનો અને મેગ્નેશિયા જેવા અન્ય સામાન્ય 'પૃથ્વી' તત્વોની તુલનામાં, તેમનું નામ 18મી અને 19મી સદીમાં રાખવામાં આવ્યું હતું.
સીરિયમ એ સૌથી સામાન્ય REE છે અને તાંબુ અથવા સીસા કરતાં વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં છે.
જોકે, ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય દ્રષ્ટિએ, REEs ભાગ્યે જ સંકેન્દ્રિત થાપણોમાં જોવા મળે છે કારણ કે ઉદાહરણ તરીકે, કોલસાના સીમ તેમને ખાણકામ માટે આર્થિક રીતે મુશ્કેલ બનાવી રહ્યા છે.
તેના બદલે તેઓ ચાર મુખ્ય અસામાન્ય ખડકોમાં જોવા મળે છે; કાર્બોનેટાઇટ્સ, જે કાર્બોનેટથી સમૃદ્ધ મેગ્મા, આલ્કલાઇન અગ્નિકૃત સેટિંગ્સ, આયન-શોષણ માટીના ભંડાર અને મોનાઝાઇટ-ઝેનોટાઇમ-બેરર પ્લેસર્સ ભંડારમાંથી મેળવેલા અસામાન્ય અગ્નિકૃત ખડકો છે.
હાઇ-ટેક જીવનશૈલી અને નવીનીકરણીય ઉર્જાની માંગને સંતોષવા માટે ચીન 95% દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોનું ખાણકામ કરે છે
1990 ના દાયકાના અંતથી, ચીને REE ઉત્પાદનમાં પ્રભુત્વ મેળવ્યું છે, અને તેના પોતાના આયન-શોષણ માટીના ભંડારનો ઉપયોગ કર્યો છે, જેને 'સાઉથ ચાઇના માટી' તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
ચીન માટે આ કરવું આર્થિક છે કારણ કે માટીના ભંડારમાંથી નબળા એસિડનો ઉપયોગ કરીને REE કાઢવા સરળ છે.
દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોનો ઉપયોગ કમ્પ્યુટર, ડીવીડી પ્લેયર્સ, સેલ ફોન, લાઇટિંગ, ફાઇબર ઓપ્ટિક્સ, કેમેરા અને સ્પીકર્સ, અને જેટ એન્જિન, મિસાઇલ માર્ગદર્શન પ્રણાલી, ઉપગ્રહો અને મિસાઇલ વિરોધી સંરક્ષણ જેવા લશ્કરી સાધનો સહિત તમામ પ્રકારના હાઇ-ટેક સાધનો માટે થાય છે.
૨૦૧૫ના પેરિસ ક્લાયમેટ એગ્રીમેન્ટનો ઉદ્દેશ્ય ગ્લોબલ વોર્મિંગને ૨ ડિગ્રી સેલ્સિયસથી નીચે, પ્રાધાન્યમાં ૧.૫ ડિગ્રી સેલ્સિયસ, પૂર્વ-ઔદ્યોગિક સ્તર સુધી મર્યાદિત રાખવાનો છે. આનાથી નવીનીકરણીય ઉર્જા અને ઇલેક્ટ્રિક કારની માંગમાં વધારો થયો છે, જેને ચલાવવા માટે REE ની પણ જરૂર પડે છે.
2010 માં, ચીને જાહેરાત કરી હતી કે તે પોતાની માંગમાં વધારો કરવા માટે REE નિકાસ ઘટાડશે, પરંતુ બાકીના વિશ્વને હાઇ-ટેક સાધનો પૂરા પાડવા માટે તેનું પ્રભુત્વ જાળવી રાખશે.
સોલાર પેનલ્સ, પવન અને ભરતી પાવર ટર્બાઇન તેમજ ઇલેક્ટ્રિક વાહનો જેવી નવીનીકરણીય ઉર્જા માટે જરૂરી REE ના પુરવઠાને નિયંત્રિત કરવા માટે ચીન મજબૂત આર્થિક સ્થિતિમાં પણ છે.
ફોસ્ફોજિપ્સમ ખાતર દુર્લભ પૃથ્વી તત્વો કેપ્ચર પ્રોજેક્ટ
ફોસ્ફોજિપ્સમ એ ખાતરનું આડપેદાશ છે અને તેમાં યુરેનિયમ અને થોરિયમ જેવા કુદરતી રીતે બનતા કિરણોત્સર્ગી તત્વો હોય છે. આ કારણોસર, તેને અનિશ્ચિત સમય માટે સંગ્રહિત કરવામાં આવે છે, જેનાથી માટી, હવા અને પાણી પ્રદૂષિત થવાનું જોખમ રહેલું છે.
તેથી, પેન સ્ટેટ યુનિવર્સિટીના સંશોધકોએ એન્જિનિયર્ડ પેપ્ટાઇડ્સ, એમિનો એસિડના ટૂંકા તારનો ઉપયોગ કરીને એક બહુ-તબક્કાનો અભિગમ ઘડી કાઢ્યો છે જે ખાસ વિકસિત પટલનો ઉપયોગ કરીને REE ને ચોક્કસ રીતે ઓળખી અને અલગ કરી શકે છે.
પરંપરાગત વિભાજન પદ્ધતિઓ અપૂરતી હોવાથી, આ પ્રોજેક્ટનો ઉદ્દેશ્ય નવી વિભાજન તકનીકો, સામગ્રી અને પ્રક્રિયાઓ વિકસાવવાનો છે.
આ ડિઝાઇન કમ્પ્યુટેશનલ મોડેલિંગ દ્વારા સંચાલિત છે, જે ક્લેમસન ખાતે રાસાયણિક અને બાયોમોલેક્યુલર એન્જિનિયરિંગના મુખ્ય તપાસકર્તા અને સહયોગી પ્રોફેસર રશેલ ગેટમેન દ્વારા વિકસાવવામાં આવી છે, જેમાં તપાસકર્તાઓ ક્રિસ્ટીન ડુવલ અને જુલી રેનર સાથે મળીને એવા પરમાણુઓ વિકસાવે છે જે ચોક્કસ REEs સાથે જોડાયેલા રહેશે.
ગ્રીનલી પાણીમાં તેઓ કેવી રીતે વર્તે છે તે જોશે અને પરિવર્તનશીલ ડિઝાઇન અને કાર્યકારી પરિસ્થિતિઓ હેઠળ પર્યાવરણીય અસર અને વિવિધ આર્થિક સંભાવનાઓનું મૂલ્યાંકન કરશે.
કેમિકલ એન્જિનિયરિંગના પ્રોફેસર લોરેન ગ્રીનલી દાવો કરે છે કે: "આજે, ફક્ત ફ્લોરિડામાં જ અંદાજે 200,000 ટન દુર્લભ પૃથ્વી તત્વો બિનપ્રક્રિયા કરાયેલ ફોસ્ફોજિપ્સમ કચરામાં ફસાયેલા છે."
ટીમ ઓળખે છે કે પરંપરાગત પુનઃપ્રાપ્તિ પર્યાવરણીય અને આર્થિક અવરોધો સાથે સંકળાયેલી છે, જેના દ્વારા તેઓ હાલમાં સંયુક્ત સામગ્રીમાંથી પુનઃપ્રાપ્ત થાય છે, જેને અશ્મિભૂત ઇંધણ બાળવાની જરૂર પડે છે અને તે શ્રમ-સઘન છે.
નવો પ્રોજેક્ટ તેમને ટકાઉ રીતે પુનઃપ્રાપ્ત કરવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરશે અને પર્યાવરણીય અને આર્થિક લાભો માટે તેને મોટા પાયે શરૂ કરવામાં આવી શકે છે.
જો આ પ્રોજેક્ટ સફળ થાય છે, તો તે દુર્લભ પૃથ્વી તત્વો પૂરા પાડવા માટે ચીન પર યુએસએની નિર્ભરતા પણ ઘટાડી શકે છે.
નેશનલ સાયન્સ ફાઉન્ડેશન પ્રોજેક્ટ ફંડિંગ
પેન સ્ટેટ REE પ્રોજેક્ટને ચાર વર્ષની ગ્રાન્ટ $571,658 દ્વારા ભંડોળ પૂરું પાડવામાં આવે છે, જે કુલ $1.7 મિલિયન છે, અને તે કેસ વેસ્ટર્ન રિઝર્વ યુનિવર્સિટી અને ક્લેમસન યુનિવર્સિટી સાથે સહયોગ છે.
દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોને પુનઃપ્રાપ્ત કરવાના વૈકલ્પિક રસ્તાઓ
RRE પુનઃપ્રાપ્તિ સામાન્ય રીતે નાના પાયે કામગીરીનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે, સામાન્ય રીતે લીચિંગ અને દ્રાવક નિષ્કર્ષણ દ્વારા.
એક સરળ પ્રક્રિયા હોવા છતાં, લીચિંગ માટે જોખમી રાસાયણિક રીએજન્ટ્સની મોટી માત્રાની જરૂર પડે છે, તેથી તે વ્યાપારી રીતે અનિચ્છનીય છે.
દ્રાવક નિષ્કર્ષણ એક અસરકારક તકનીક છે પરંતુ તે ખૂબ કાર્યક્ષમ નથી કારણ કે તે શ્રમ-સઘન અને સમય માંગી લે તેવી છે.
REE ને પુનઃપ્રાપ્ત કરવાનો બીજો સામાન્ય રસ્તો એગ્રોમાઇનિંગ છે, જેને ઇ-માઇનિંગ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, જેમાં REE નિષ્કર્ષણ માટે વિવિધ દેશોમાંથી ચીનમાં જૂના કમ્પ્યુટર, ફોન અને ટેલિવિઝન જેવા ઇલેક્ટ્રોનિક કચરાના પરિવહનનો સમાવેશ થાય છે.
યુએન પર્યાવરણ કાર્યક્રમ મુજબ, 2019 માં 53 મિલિયન ટનથી વધુ ઈ-કચરો ઉત્પન્ન થયો હતો, જેમાં લગભગ $57 બિલિયનનો કાચો માલ REE અને ધાતુઓ ધરાવતો હતો.
જોકે ઘણીવાર તેને સામગ્રીના રિસાયક્લિંગની ટકાઉ પદ્ધતિ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, તેમ છતાં તેની પોતાની સમસ્યાઓનો સમૂહ છે જેને હજુ પણ દૂર કરવાની જરૂર છે.
કૃષિ ખાણકામ માટે ઘણી બધી સંગ્રહ જગ્યા, રિસાયક્લિંગ પ્લાન્ટ, REE પુનઃપ્રાપ્તિ પછી લેન્ડફિલ કચરાની જરૂર પડે છે, અને પરિવહન ખર્ચનો પણ સમાવેશ થાય છે, જેમાં અશ્મિભૂત ઇંધણ બાળવાની જરૂર પડે છે.
પેન સ્ટેટ યુનિવર્સિટી પ્રોજેક્ટમાં પરંપરાગત REE પુનઃપ્રાપ્તિ પદ્ધતિઓ સાથે સંકળાયેલી કેટલીક સમસ્યાઓને દૂર કરવાની ક્ષમતા છે જો તે તેના પોતાના પર્યાવરણીય અને આર્થિક ઉદ્દેશ્યોને પૂર્ણ કરી શકે.


પોસ્ટ સમય: જુલાઈ-૦૪-૨૦૨૨