دستیابی به عناصر کمیاب از زغال سنگ

به گزارش می متالز، به نقل از وب‌سایت دانشگاه کنتاکی، پژوهشگران این دانشگاه کنسانتره‌ای از عناصر کمیاب با خلوص حدود۱۰۰ 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 مجموعه‌ای 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 اجزایی حیاتی به شمار می‌آیند و در توسعه فناوری‌های مرتبط با آیفون‌ها، رایانه‌ها، موشک‌ها و ابزاری از این دست کارآیی بسیار دارند؛ به علاوه استفاده از عناصر کمیاب خاکی در ایالات متحده در اوج مصرف خود است و وزارت انرژی این کشور میلیون‌ها دلار سرمایه‌گذاری صرف پژوهش‌های مربوط در این زمینه کرده است.
وی افزود: مدت‌هاست ما این هدف را دنبال می‌کنیم، نخست قصد داشتیم کنسانتره‌ای تولید کنیم که دربردارنده دست‌کم ۲ درصد از عناصر کمیاب باشد، اما در این فرآیند موفق شدیم بیش از ۸۰ درصد از 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 و پس از در مقیاس بزرگ عملیاتی شود.

نگاهی بر عناصر نادر در جهان

عناصر کمیاب خاکی به دلیل ویژگی‌های زمین‌شیمی در زمین بسیار پراکنده‌اند و در یک جا متمرکز نیستند. این عناصر را می‌توان در ۱۷گونه اسکاندیوم، ایتریم، لانتان، سریم، پرازئودیمیم، نئودیمیم، پرومتیم، ساماریم، یوروپیم، گادولینیم، تربیم، دیسپروزیم، هولمیم، اربیم، تولیم، ایتربیم و لوتتیم برشمرد.
اکنون حدود ۹۵ درصد از 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. این در حالی است که توسعه فناوری‌های روز به ویژه در عرصه‌های های‌تک، انرژی‌های تجدیدپذیر، صنایع هوایی و دفاعی و خودرویی به طور ویژه خودروهای برقی به این عناصر نیاز روزافزون دارند.
در همین راستا چندی پیش نیز دانشمندان یونانی فناوری جدیدی طراحی کرده بودند 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 می‌شود 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 پایین دست 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، بنابراین 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 نداشته یا به عبارتی سنگ‌ساز نیست، بنابراین برای استحصال، به فناوری پیشرفته نیاز است که موجب شده تولید آن در فرآیندی سخت‌تر از سایر مواد معدنی انجام شود.
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 شدن به محصول نهایی و تبدیل شدن به آریواکساید را انجام داد، اما متاسفانه درحال‌حاضر در هیچ‌کدام از معادن عملیات فرآوری انجام نمی‌شود و این در حالی است 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 است، زیرا در آن صورت به‌عنوان ذخایر شناخته شده قابلیت استخراج خواهند داشت.