दुर्लभ पृथ्वी तत्व अपशिष्ट में प्रतीक्षा कर रहे हैं

स्रोत: यूरेशिया समीक्षा

दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को प्राप्त करना कठिन है और रीसायकल करना कठिन है, लेकिन अंतर्ज्ञान के एक फ्लैश ने राइस विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों को एक संभावित समाधान की ओर अग्रसर किया।

केमिस्ट जेम्स टूर की राइस लैब की रिपोर्ट है कि इसने अपने मुनाफे को बढ़ाते हुए निर्माताओं के लिए मुद्दों को हल करने के लिए पर्याप्त पैदावार पर मूल्यवान दुर्लभ पृथ्वी तत्वों (आरईई) को कचरे से सफलतापूर्वक निकाला है।

किसी भी ठोस कार्बन स्रोत से ग्रेफीन का उत्पादन करने के लिए कई साल पहले शुरू की गई लैब की फ्लैश जूल हीटिंग प्रक्रिया को अब दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के तीन स्रोतों - कोयला फ्लाई ऐश, बॉक्साइट अवशेष और इलेक्ट्रॉनिक अपशिष्ट - पर लागू किया गया है ताकि दुर्लभ पृथ्वी धातुओं को पुनर्प्राप्त किया जा सके, जिनमें आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स और हरित प्रौद्योगिकियों के लिए महत्वपूर्ण चुंबकीय और इलेक्ट्रॉनिक गुण।

शोधकर्ताओं का कहना है कि उनकी प्रक्रिया बहुत कम ऊर्जा का उपयोग करके पर्यावरण के प्रति दयालु है और एसिड की धारा को अक्सर तत्वों को एक ट्रिकल में पुनर्प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है।

अध्ययन साइंस एडवांस में दिखाई देता है।

दुर्लभ पृथ्वी तत्व वास्तव में दुर्लभ नहीं हैं।उनमें से एक, सीरियम, तांबे से अधिक प्रचुर मात्रा में है, और सभी सोने से अधिक प्रचुर मात्रा में हैं।लेकिन ये 15 लैंथेनाइड तत्व, येट्रियम और स्कैंडियम के साथ, व्यापक रूप से वितरित किए जाते हैं और खनन सामग्री से निकालना मुश्किल होता है।

"अमेरिका दुर्लभ पृथ्वी तत्वों का खनन करता था, लेकिन आपको बहुत सारे रेडियोधर्मी तत्व भी मिलते हैं," टूर ने कहा।"आपको पानी को फिर से लगाने की अनुमति नहीं है, और इसका निपटान करना होगा, जो महंगा और समस्याग्रस्त है।जिस दिन अमेरिका ने सभी दुर्लभ मिट्टी के खनन को हटा दिया, विदेशी स्रोतों ने उनकी कीमत दस गुना बढ़ा दी।

इसलिए जो पहले से ही खनन किया गया है उसे रीसायकल करने के लिए बहुत प्रोत्साहन है, उन्होंने कहा।इसमें से अधिकांश को कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों के उपोत्पाद फ्लाई ऐश में ढेर या दफन कर दिया जाता है।"हमारे पास इसके पहाड़ हैं," उन्होंने कहा।"कोयले जलाने के अवशेष सिलिकॉन, एल्यूमीनियम, लौह और कैल्शियम ऑक्साइड हैं जो ट्रेस तत्वों के चारों ओर कांच बनाते हैं, जिससे उन्हें निकालना बहुत मुश्किल हो जाता है।"बॉक्साइट अवशेष, जिसे कभी-कभी लाल मिट्टी कहा जाता है, एल्यूमीनियम उत्पादन का जहरीला उपोत्पाद है, जबकि इलेक्ट्रॉनिक कचरा कंप्यूटर और स्मार्ट फोन जैसे पुराने उपकरणों से होता है।

जबकि इन कचरे से औद्योगिक निष्कर्षण में आमतौर पर मजबूत एसिड के साथ लीचिंग शामिल होती है, एक समय लेने वाली, गैर-हरी प्रक्रिया, राइस लैब फ्लाई ऐश और अन्य सामग्रियों (कंडक्टिविटी बढ़ाने के लिए कार्बन ब्लैक के साथ संयुक्त) को लगभग 3,000 डिग्री सेल्सियस (5,432 डिग्री फ़ारेनहाइट) तक गर्म करती है। ) क्षण भर में।प्रक्रिया कचरे को अत्यधिक घुलनशील "सक्रिय आरईई प्रजातियों" में बदल देती है।

टूर ने कहा कि फ्लैश जूल हीटिंग द्वारा फ्लाई ऐश का इलाज करना "इन तत्वों को घेरने वाले कांच को तोड़ देता है और आरईई फॉस्फेट को धातु ऑक्साइड में परिवर्तित कर देता है जो बहुत आसानी से घुल जाता है।"औद्योगिक प्रक्रियाएं सामग्री निकालने के लिए नाइट्रिक एसिड की 15-मोलर सांद्रता का उपयोग करती हैं;चावल की प्रक्रिया में हाइड्रोक्लोरिक एसिड की अधिक हल्की 0.1-मोलर सांद्रता का उपयोग किया जाता है जो अभी भी अधिक उत्पाद देता है।

पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता और प्रमुख लेखक बिंग डेंग के नेतृत्व में किए गए प्रयोगों में, शोधकर्ताओं ने पाया कि फ्लैश जूल हीटिंग कोल फ्लाई ऐश (सीएफए) मजबूत एसिड में अनुपचारित सीएफए की तुलना में बहुत हल्के एसिड का उपयोग करके अधिकांश दुर्लभ पृथ्वी तत्वों की उपज को दोगुना से अधिक कर देता है।

"विभिन्न कचरे के लिए रणनीति सामान्य है," बिंग ने कहा।"हमने साबित किया कि आरईई रिकवरी पैदावार कोल फ्लाई ऐश, बॉक्साइट अवशेषों और इलेक्ट्रॉनिक कचरे से उसी सक्रियण प्रक्रिया से बेहतर हुई थी।"

प्रक्रिया की व्यापकता इसे विशेष रूप से आशाजनक बनाती है, बिंग ने कहा, क्योंकि हर साल लाखों टन बॉक्साइट अवशेष और इलेक्ट्रॉनिक अपशिष्ट भी उत्पन्न होते हैं।

"ऊर्जा विभाग ने निर्धारित किया है कि यह एक महत्वपूर्ण आवश्यकता है जिसे हल किया जाना है," टूर ने कहा।"हमारी प्रक्रिया देश को बताती है कि हम अब पर्यावरण के लिए हानिकारक खनन या दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के लिए विदेशी स्रोतों पर निर्भर नहीं हैं।"