چشم‌اندازی به استحصال عناصر نادر از کانی سیاه

به گزارش می متالز، دلیل این انفجار توسعه تولید محصولاتی بود که مصرف آنها هر سال رو به افزایش است. رشد ۵درصدی مصرف سالانه و محدود بودن میزان تولید جهانی به جز چین در حالی اتفاق می‌افتد که در آینده‌ای نزدیک امریکا به عنوان بزرگ‌ترین مصرف‌کننده این مواد نمی‌تواند از منابع داخلی خود این محصولات را تهیه کند و در نتیجه این اتفاق‌ها، پیش‌بینی می‌شود در روزگاری نه‌چندان دور این کشور با کمبود عرضه و رشد قیمت‌ها روبه‌رو شود. به همین دلیل امریکا با توجه به پراکندگی ذخایر این مواد در قلمروی خود و میزان کم این ذخیره‌ها تمرکز خود را بر تامین این عناصر از زغال‌سنگ گذاشته است. امریکا زغال‌سنگ فراوانی دارد. آزمایشگاه ملی فناوری انرژی امریکا، استحصال اقتصادی عناصر نادر خاکی را از زغال‌سنگ و مشتقات آن، لایه‌های رسی بالا و پایین رگه‌های زغال‌سنگ، پساب معادن زغال‌سنگ و خاکستر‌های حاصل از سوخت زغال‌سنگ در نیروگاه‌ها و صنایع را در برنامه داشته است، به‌طوری که فناوری جدایش آنها کمترین اثرات منفی را بر محیط‌زیست می‌گذارد. مقدمات این امر در مقیاس آزمایشگاهی انجام شد و قرار است، در سال آینده میلادی (۲۰۲۰) براساس برنامه تنظیمی به تولید صنعتی منتهی شود. اکنون چین با توجه به مصرف سالانه حدود ۴میلیارد تن زغال‌سنگ، بخشی از این عناصر را از خاکستر‌های به‌جا مانده در نیروگاه‌ها و صنایع به‌دست آورده و امریکا نیز فرآیند وسیعی را اجرا کرده و مدل‌سازی رایانه‌ای آن را انجام داده است. این فرآیند شامل نمونه‌برداری، شناخت ویژگی‌ها، جدایش و استحصال این مواد از پسماند سوخت زغال‌سنگ است. از ژوئن سال ۲۰۱۵ (خرداد-تیر ۱۳۹۴) تاکنون روی ۸۰۰ نمونه دریافت شده از موقعیت‌های گوناگون کار شده و سازمان زمین‌شناسی امریکا هم با آزمایشگاه یادشده همکاری و همفکری نزدیک داشته و با هم در این زمینه تفاهمنامه‌ای امضا کرده‌اند.
فنون نمونه‌برداری و آزمایشگاهی که ازسوی این مرکز انجام می‌شود، در نوع خود بالاترین و بهترین فنون موجود در جهان است و عناصر نادر محتوی زغال‌سنگ و خاکستر‌ها ازسوی سیستم دوبل القایی اسپکترومتری پلاسما که خطاها را در شناخت میزان عناصر نادر به کمترین میزان می‌رساند، استفاده می‌شود. آزمایشگاه یادشده تامین نیاز کنونی امریکا که حدود ۱۷هزار تن انواع عناصر نادر در سال برآورد شده را به وسیله لایه‌های زغال‌سنگ، رس‌های تحتانی و فوقانی لایه‌های زغال‌سنگ و خاکستر‌های حاصل از سوخت زغال‌سنگ برنامه‌ریزی کرده است. یادآوری می‌شود، به دلیل بالا بودن نقطه ذوب و دیکامپوزیشن عناصر نادر خاکی، این عناصر پس از سوختن زغال‌سنگ در خاکستر‌های باقی مانده، به‌صورت سالم حضور داشته و قابل استحصال هستند. برای روشن شدن بیشتر موضوع به یک نمونه خاص از زغال‌سنگ‌های امریکا اشاره می‌شود. این نمونه حاوی ۶۲پی‌پی‌ام عناصر نادر خاکی است. با توجه به ذخیره ۲۷۵میلیارد تنی زغال‌سنگ در امریکا، تهیه این عناصر از نظر معدنی مشکلی ندارد و ذخیره‌ای حدود ۱۷میلیون تن از عناصر نادر خاکی فقط در منابع زغال‌سنگی این کشور موجود است و با توجه به روند مصرف کنونی کفاف مصرف هزار سال امریکا را خواهد داد. خاکستر‌های حاصل از سوخت زغال‌سنگ در نیروگاه‌های امریکا دارای متوسط ۲۰۰ پی‌پی‌ام از انواع عناصر نادر خاکی هستند و رس‌های فوقانی و تحتانی رگه‌های زغال‌سنگ نیز حدود ۲۰۰پی‌پی‌ام از انواع این کانی را در اختیار دارند.

بهرام فرزاد / کارشناس زغال‌سنگ