زغال‌سنگ منبع جدید تولید عناصر نادر می‌شود

به گزارش می متالز، این اختراع را ریک هونکار و ونکای ژانگ در دانشگاه کنتاکی امریکا با پشتیبانی مالی وزارت انرژی ایالات متحده توسعه دادند. این پشتیبانی در حالی انجام می‌شود که امریکا در تلاش است از وابستگی خود به تامین این مواد از چین بکاهد.
به نقل از وب‌سایت دانشگاه کنتاکی، پژوهشگران این دانشگاه، کنسانتره‌ای از عناصر کمیاب با خلوص حدود ۱۰۰ تولید کردند که هم با محیط‌زیست سازگاری دارد و هم تولید آن از نظر اقتصادی به صرفه است.
پروفسور ریک هوناکر، استاد مهندسی معدن این دانشگاه در این باره می‌گوید: تا جایی که من می‌دانم گروه ما نخستین مجموعه‌ در سطح جهان است که توانسته از منبعی مانند زغال‌سنگ، کنسانتره عناصر کمیاب خاکی با خلوص ۹۸ درصد فراهم آورد. این گونه عناصر، هم از نظر اقتضائات ملی و میهنی و هم از جنبه سلامت جسمانی، اجزائی حیاتی به شمار می‌آیند و در توسعه فناوری‌های مرتبط با آیفون‌ها، رایانه‌ها، موشک‌ها و ابزاری از این نوع کارآیی بسیار دارند؛ به علاوه میزان استفاده از عناصر کمیاب خاکی در ایالات متحده در اوج است و وزارت انرژی این کشور میلیون‌ها دلار سرمایه‌گذاری صرف پژوهش‌های مربوط در این زمینه کرده است.
وی افزود: مدت‌هاست این هدف را دنبال می‌کنیم. نخست قصد داشتیم کنسانتره‌ای تولید کنیم که دربردارنده دست‌کم ۲ درصد عناصر کمیاب باشد اما در این فرآیند موفق شدیم بیش از ۸۰ درصد عناصر کمیاب موجود در منبع تغذیه را بازیابی کنیم.
هوناکر همچنین گفت: آنچه اهمیت بیشتری به این فناوری می‌بخشد، عناصری چالشی مانند نئودیمیم و ایتریوم است که در عرصه‌های مرتبط با دفاع ملی، صنایع های‌تک و صنایع مرتبط با انرژی‌های تجدیدپذیر کارآیی دارد. دیگر ویژگی منحصربه‌فرد این فرآیند جدید، بازیابی اسکاندیوم به‌عنوان یک عنصر کمیاب بسیار گران‌قیمت است که در صنعت هوافضا و روشنایی کاربرد دارد. این پروژه قرار است از بهار سال آینده در مقیاس آزمایشی در این دانشکده آزموده شده سپس در مقیاس بزرگ عملیاتی شود.

نگاهی به عناصر نادر در جهان

عناصر کمیاب خاکی به دلیل ویژگی‌های زمین‌شیمی بسیار پراکنده‌اند و در یک جا متمرکز نیستند. این عناصر را می‌توان در گونه‌های اسکاندیوم، ایتریم، لانتان، سریم، پرازئودیمیم، نئودیمیم، پرومتیم، ساماریم، یوروپیم، گادولینیم، تربیم، دیسپروزیم، هولمیم، اربیم، تولیم، ایتربیم و لوتتیم برشمرد.
اکنون حدود ۹۵ درصد مجموع این عناصر را چین تولید می‌کند و در اختیار بازار جهانی قرار می‌دهد اما کشورهای مختلف جهان در تلاش هستند با استفاده از فنون گوناگون ابداعی به منابعی از این عناصر دست یابند، در حالی که توسعه فناوری‌های روز به ویژه در عرصه‌های های‌تک، انرژی‌های تجدیدپذیر، صنایع هوایی، دفاعی و خودرویی و به طور ویژه خودروهای برقی به این عناصر نیاز روزافزون دارد.
در همین زمینه چندی پیش دانشمندان یونانی نیز فناوری جدیدی طراحی کردند که این امکان را فراهم می‌آورد تا بتوان از زباله آلومینیوم، عناصر خاکی کمیاب استخراج کرد.

عناصر کمیاب در ایران

حامد اکبرزاده، کارشناس معدن نیز درباره وضعیت عناصر کمیاب در ایران توضیح می‌دهد: عناصر نادر خاکی در ایران فراوان یافت می‌شوند و این موضوع به شدت مورد توجه سرمایه‌گذاران و تاجران خارجی است اما آنچه باعث فراموشی این مواد در صنعت ایران شده، نبود فناوری و صنایع پایین‌دست وابسته به آن است.
وی افزود: در واقع فناوری فرآوری خاک‌های نادر در اختیار چند کشور از جمله چین، امریکا، فرانسه و ژاپن قرار دارد و از آنجایی که چین با ۱۳۰ هزار تن در سال بیشترین میزان مصرف خام عناصر نادر خاکی را برای فرآوری و تولید محصولات مورد نیاز در صنایع الکترونیک و خودرو در اختیار دارد، دستیابی به فناوری جداسازی و فرآوری آن اهمیت ویژه‌ای بین کشورهای صنعتی به ویژه دارندگان ذخایر این ماده معدنی همچون امریکا و استرالیا پیدا کرده است. اکبرزاده در توضیح بیشتر می‌گوید: این عناصر به دلیل ماهیت شیمیایی به تنهایی کاربرد ندارند یا به عبارتی سنگ‌ساز نیستند؛ بنابراین برای استحصال، به فناوری پیشرفته نیاز است که موجب شده تولید آنها در فرآیندی سخت‌تر از سایر مواد معدنی باشد. وی افزود: اگرچه فناوری فرآوری این مواد، محدود به چند کشور صنعتی است اما با سرمایه‌گذاری در فرآوری عناصر خاکی می‌توان بخشی از فرآیند تبدیل به محصول نهایی و آریواکساید را انجام داد. متاسفانه درحال‌حاضر در هیچ‌کدام از معادن عملیات فرآوری انجام نمی‌شود، در حالی که در کشور ما منابع فراوانی از عناصر نادر خاکی موجود است، البته منظور از منابع این نیست که محدوده‌ها و میزان آن مشخص شده زیرا در آن صورت به‌عنوان ذخایر شناخته شده قابل استخراج خواهند بود.