Elektrokinetičkim rudarenjem do elemenata rijetkih zemalja

Kinezi predlažu novi, čišći pristup ekstrakcije koji se oslanja na električne struje za odvajanje elemenata od tla

Mladen Smrekar četvrtak, 3. studenog 2022. u 06:00

Električni automobili, vjetroturbine i LED rasvjeta pomažu u održavanju okoliša čistim, ali njihova proizvodnja može biti prljav posao. Magneti visokih performansi u motorima i generatorima te svjetleći fosfor u diodama i ravnim zaslonima ovise o tvarima koje se nazivaju elementima rijetkih zemalja (REE). A vađenje REE iz naslaga gline u kojima se mnogi nalaze zahtijeva sredstva za ispiranje koja zagađuju tlo i podzemne vode.

Električna struja

No sad su kineski istraživači razvili, i na tonama tla testirali, pristup elektrokinetičkog rudarenja (electrokinetic mining) koji se oslanja na električne struje za oslobađanje REE-a i tako drastično smanjuje potrebu za korištenjem zagađujućih kemikalija. 

Rudarenje elemenata rijetkih zemalja u Kini
Rudarenje elemenata rijetkih zemalja u Kini

Unatoč nazivu, REE su zapravo prilično brojni u zemljinoj kori; problem je pronaći naslage koje bi bile isplative za rudarenje. Teški REE, oni s visokim atomskim brojevima, uključujući disprozij, itrij i terbij, najčešće se ekstrahiraju iz mase gline nastale eonima trošenja magmatskih stijena kao što je granit.

Ionska adsorpcija

U tim "ionsko-adsorpcijskim" naslagama elementi su adsorbirani, zalijepljeni na površinu čestica gline. Obično se ekstrahiraju ubrizgavanjem velikih količina amonijevog sulfata ili slične otopine u zemlju. Procjedne vode izvlače REE iz gline i skupljaju za preradu.

Države s najvećim zalihama elemenata rijetkih zemalja (u metričkim tonama)
Države s najvećim zalihama elemenata rijetkih zemalja (u metričkim tonama)

Sve to može zagaditi vodu i tlo i opustošiti velike površine zemlje. Otprilike 80% svjetske zaliha teških REE-a dolazi iz naslaga ionske adsorpcije u južnoj Kini i susjednim dijelovima Mjanmara, gdje se ekološki propisi slabo provode, a ilegalno rudarenje je uobičajeno. Laki REE - cerij, neodimij i praseodimij - obično se nalaze u tvrdim stijenama i iskopavaju se na drugačiji način.

Kineski eksperimenti

Znanstvenici Geokemijskog instituta Guangzhou (GIG) vjeruju u elektrokinetičku tehnologiju. Pristup u kojem elektrode na vrhu i dnu volumena tla induciraju električno polje, ubrzavajući kretanje sredstva za ispiranje i iona koje ekstrahira, već se koristi u remedijaciji tla i predložen je za rudarenje bakra i zlata. 

REE su zapravo prilično brojni u zemljinoj kori; problem je pronaći naslage koje bi bile isplative za rudarenje
REE su zapravo prilično brojni u zemljinoj kori; problem je pronaći naslage koje bi bile isplative za rudarenje

Kinezi su započeli s eksperimentima na laboratorijskom stolu, zatim su prešli na 20 kilograma materijala i na kraju na terensko testiranje na stvarnom ležištu, isprobavajući tehniku ​​na 14 tona teškom komadu gline. Uskoro bi trebao uslijediti i test na 2000 tona tla.

Prema dosad viđenom, metoda je ekstrahirala veći postotak REE, brže od konvencionalnog ispiranja, i koristila je manje amonijevog sulfata. Tlo je ostalo čišće i smanjena je količina onečišćujućih elemenata u procjednoj vodi. Ovaj proces mogao bi srezati troškove rudarenja za dvije trećine, izračunali su kineski stručnjaci.