출처:AZO 마이닝희토류 원소란 무엇이며 어디서 발견됩니까?희토류 원소(REE)는 주기율표에서 15개의 란탄족 원소로 구성된 17개의 금속 원소로 구성됩니다.란탄세륨프라세오디뮴네오디뮴프로메튬사마륨유로퓨움가돌리늄테르븀디스프로슘홀뮴에르븀툴륨이테르븀우테튬스칸듐이트륨이들 중 대부분은 그룹 이름에서 알 수 있듯이 희귀하지는 않지만 석회 및 마그네시아와 같은 다른 보다 일반적인 '지구' 원소와 비교하여 18세기와 19세기에 명명되었습니다.세륨은 가장 흔한 REE이며 구리나 납보다 더 풍부합니다.그러나 지질학적 측면에서 REE는 석탄층 등으로 인해 경제적으로 채굴하기 어렵기 때문에 집중된 매장지에서는 거의 발견되지 않습니다.대신에 그들은 네 가지 주요 흔하지 않은 암석 유형에서 발견됩니다.탄산염은 탄산염이 풍부한 마그마, 알칼리성 화성 환경, 이온 흡수 점토 퇴적물 및 모나자이트-제노타임 담지 사금 퇴적물에서 파생된 특이한 화성암입니다.중국, 하이테크 라이프스타일과 재생 에너지에 대한 수요 충족을 위해 희토류 원소의 95% 채굴1990년대 후반부터 중국은 '남중국 점토(South China Clays)'로 알려진 자체 이온 흡수 점토 매장지를 활용하여 REE 생산을 지배해 왔습니다.점토 퇴적물은 약산을 사용하여 REE를 추출하는 것이 간단하기 때문에 중국에서는 그렇게 하는 것이 경제적입니다.희토류 원소는 컴퓨터, DVD 플레이어, 휴대폰, 조명, 광섬유, 카메라, 스피커를 포함한 모든 종류의 첨단 장비에 사용되며 심지어 제트 엔진, 미사일 유도 시스템, 위성 및 안티 미사일과 같은 군사 장비에도 사용됩니다. -미사일 방어.2015년 파리 기후 협약의 목표는 지구 온난화를 산업화 이전 수준인 2°C 미만, 바람직하게는 1.5°C로 제한하는 것입니다.이로 인해 재생 에너지와 전기 자동차에 대한 수요가 증가했으며, 이를 운영하려면 REE도 필요합니다.2010년 중국은 자체 수요 증가를 충족하기 위해 REE 수출을 줄이면서도 전 세계에 하이테크 장비를 공급하는 데 있어 지배적인 위치를 유지할 것이라고 발표했습니다.중국은 또한 태양광 패널, 풍력, 조력 터빈과 같은 재생 에너지와 전기 자동차에 필요한 REE의 공급을 통제할 수 있는 강력한 경제적 위치에 있습니다.인산석고 비료 희토류 원소 포집 프로젝트인산석고는 비료의 부산물이며 우라늄, 토륨과 같은 자연적으로 발생하는 방사성 원소를 함유하고 있습니다.이러한 이유로 무기한 저장되며 토양, 공기 및 물을 오염시킬 위험이 있습니다.따라서 Penn State University의 연구자들은 특별히 개발된 막을 사용하여 REE를 정확하게 식별하고 분리할 수 있는 짧은 아미노산 문자열인 조작된 펩타이드를 사용하는 다단계 접근 방식을 고안했습니다.기존의 분리 방법으로는 부족한 부분이 있어 새로운 분리 기술, 재료, 공정을 고안하는 것이 본 프로젝트의 목표입니다.이 설계는 Clemson의 화학 및 생체분자 공학 수석 연구원이자 부교수인 Rachel Getman이 특정 REE에 달라붙는 분자를 개발하는 Christine Duval 및 Julie Renner와 함께 개발한 컴퓨터 모델링에 의해 주도되었습니다.Greenlee는 물 속에서 어떻게 행동하는지 살펴보고 다양한 설계 및 운영 상황에서 환경에 미치는 영향과 다양한 경제적 잠재력을 평가할 것입니다.화학 공학 교수인 로렌 그린리(Lauren Greenlee)는 “현재 플로리다에서만 약 200,000톤에 달하는 희토류 원소가 처리되지 않은 인산석고 폐기물에 갇혀 있다”고 주장합니다.팀은 전통적인 회수가 환경 및 경제적 장벽과 관련되어 있으며, 현재는 화석 연료를 태워야 하고 노동 집약적인 복합 재료에서 회수된다는 점을 확인했습니다.새로운 프로젝트는 지속 가능한 방식으로 이를 복구하는 데 중점을 둘 것이며 환경적, 경제적 이익을 위해 더 큰 규모로 진행될 수 있습니다.프로젝트가 성공하면 희토류 원소 공급을 위한 중국에 대한 미국의 의존도도 줄어들 수 있습니다.국립과학재단 프로젝트 자금 지원Penn State REE 프로젝트는 4년간 571,658달러, 총 170만 달러의 보조금으로 자금을 지원받으며 Case Western Reserve University 및 Clemson University와의 협력입니다.희토류 원소를 복구하는 대체 방법RRE 회수는 일반적으로 침출 및 용매 추출을 통해 소규모 작업을 통해 수행됩니다.공정은 간단하지만, 침출에는 다량의 위험한 화학 시약이 필요하므로 상업적으로 바람직하지 않습니다.용매 추출은 효과적인 기술이지만 노동 집약적이고 시간 소모적이므로 효율성이 떨어집니다.REE를 회수하는 또 다른 일반적인 방법은 REE 추출을 위해 다양한 국가에서 중국으로 오래된 컴퓨터, 전화기, 텔레비전과 같은 전자 폐기물을 운송하는 e-마이닝(e-mining)이라고도 알려진 농업을 통한 것입니다.UN 환경 계획(UN Environment Programme)에 따르면 2019년에 5,300만 톤 이상의 전자 폐기물이 생성되었으며, 그 중 REE와 금속이 포함된 원자재는 약 570억 달러에 달합니다.종종 재료를 재활용하는 지속 가능한 방법으로 선전되지만, 여전히 극복해야 할 문제가 없는 것은 아닙니다.농업에는 많은 저장 공간, 재활용 공장, REE 회수 후 매립 폐기물이 필요하고 화석 연료를 태워야 하는 운송 비용이 필요합니다.Penn State University 프로젝트는 자체 환경 및 경제적 목표를 충족할 수 있다면 전통적인 REE 회수 방법과 관련된 일부 문제를 극복할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.
