Masa Depan Menambang Elemen Tanah Langka Secara Berkelanjutan
2022-02-24
sumber: AZO Mining
Apa itu Elemen Tanah Langka dan Di Mana Mereka Ditemukan?
Unsur tanah jarang (LTJ) terdiri dari 17 unsur logam, terdiri dari 15 lantanida pada tabel periodik: La,Ce,Pr.........
Sebagian besar dari mereka tidak jarang seperti yang disarankan oleh nama grup tetapi diberi nama pada abad ke-18 dan 19, dibandingkan dengan elemen 'tanah' lain yang lebih umum seperti kapur dan magnesium.Cerium adalah REE yang paling umum dan lebih berlimpah daripada tembaga atau timbal.Namun, secara geologis, REE jarang ditemukan di endapan terkonsentrasi karena lapisan batu bara, misalnya, membuatnya sulit secara ekonomi untuk ditambang.Mereka malah ditemukan di empat jenis batuan utama yang tidak umum;carbonatites, yang merupakan batuan beku yang tidak biasa yang berasal dari magma kaya karbonat, pengaturan batuan beku basa, endapan lempung penyerap ion, dan endapan placer pembawa monasit-xenotime.China Menambang 95% Elemen Tanah Langka untuk Memenuhi Permintaan Gaya Hidup Teknologi Tinggi dan Energi TerbarukanSejak akhir 1990-an, Cina telah mendominasi produksi REE, memanfaatkan endapan lempung penyerap ionnya sendiri, yang dikenal sebagai 'Laut Cina Selatan'.Hal ini ekonomis untuk dilakukan oleh Cina karena endapan tanah liatnya mudah untuk mengekstrak REE dari menggunakan asam lemah.Elemen tanah jarang digunakan untuk semua jenis peralatan berteknologi tinggi, termasuk komputer, pemutar DVD, ponsel, penerangan, serat optik, kamera dan speaker, dan bahkan peralatan militer, seperti mesin jet, sistem pemandu rudal, satelit, dan anti -pertahanan rudal.Tujuan dari Perjanjian Iklim Paris 2015 adalah untuk membatasi pemanasan global di bawah 2 C, sebaiknya 1,5 C, tingkat pra-industri.Hal ini telah meningkatkan permintaan energi terbarukan dan mobil listrik, yang juga membutuhkan REE untuk beroperasi.Pada tahun 2010, Cina mengumumkan akan mengurangi ekspor REE untuk memenuhi kenaikan permintaannya sendiri, tetapi juga mempertahankan posisi dominannya untuk memasok peralatan berteknologi tinggi ke seluruh dunia.China juga dalam posisi ekonomi yang kuat untuk mengontrol pasokan REE yang dibutuhkan untuk energi terbarukan seperti panel surya, angin, dan turbin tenaga pasang surut, serta kendaraan listrik.Proyek Penangkapan Elemen Tanah Langka Pupuk FosfogipsumFosfogipsum adalah produk sampingan dari pupuk dan mengandung unsur radioaktif alami seperti uranium dan torium.Karena alasan ini, ia disimpan tanpa batas waktu, dengan risiko terkait pencemaran tanah, udara, dan air.Oleh karena itu, para peneliti di Penn State University, telah merancang pendekatan multitahap menggunakan peptida yang direkayasa, rangkaian pendek asam amino yang dapat secara akurat mengidentifikasi dan memisahkan REE menggunakan membran yang dikembangkan secara khusus.Karena metode pemisahan tradisional tidak mencukupi, proyek ini bertujuan untuk merancang teknik, bahan, dan proses pemisahan baru.Desain dipimpin oleh pemodelan komputasi, yang dikembangkan oleh Rachel Getman, peneliti utama dan profesor teknik kimia dan biomolekuler di Clemson, dengan peneliti Christine Duval dan Julie Renner, mengembangkan molekul yang akan menempel pada REE tertentu.Greenlee akan melihat bagaimana mereka berperilaku di air dan akan menilai dampak lingkungan dan potensi ekonomi yang berbeda di bawah desain variabel dan situasi operasi.Profesor teknik kimia Lauren Greenlee, mengklaim bahwa: ”saat ini, diperkirakan 200.000 ton unsur tanah jarang terperangkap dalam limbah fosfogipsum yang belum diproses di Florida saja.”Tim mengidentifikasi bahwa pemulihan tradisional dikaitkan dengan hambatan lingkungan dan ekonomi, di mana mereka saat ini dipulihkan dari bahan komposit, yang membutuhkan pembakaran bahan bakar fosil dan padat karya.Proyek baru ini akan fokus pada pemulihan mereka secara berkelanjutan dan dapat diluncurkan dalam skala yang lebih besar untuk manfaat lingkungan dan ekonomi.Jika proyek ini berhasil, itu juga dapat mengurangi ketergantungan AS pada China untuk menyediakan elemen tanah jarang.Pendanaan Proyek National Science FoundationProyek REE Penn State didanai oleh hibah empat tahun sebesar $571,658, dengan total $1,7 juta, dan merupakan kolaborasi dengan Case Western Reserve University dan Clemson University.Cara Alternatif untuk Memulihkan Elemen Tanah LangkaPemulihan RRE biasanya dilakukan dengan menggunakan operasi skala kecil, biasanya dengan pencucian dan ekstraksi pelarut.Meskipun prosesnya sederhana, pelindian membutuhkan sejumlah besar reagen kimia berbahaya, sehingga tidak diinginkan secara komersial.Ekstraksi pelarut adalah teknik yang efektif tetapi tidak terlalu efisien karena padat karya dan memakan waktu.Cara umum lain untuk REE untuk dipulihkan adalah melalui agromining, juga dikenal sebagai e-mining, yang melibatkan pengangkutan limbah elektronik, seperti komputer lama, telepon, dan televisi dari berbagai negara ke China untuk ekstraksi REE.Menurut Program Lingkungan PBB, lebih dari 53 juta ton limbah elektronik dihasilkan pada 2019, dengan sekitar $57 miliar bahan mentah mengandung REE dan logam.Meskipun sering disebut-sebut sebagai metode daur ulang bahan yang berkelanjutan, bukan tanpa masalah yang masih perlu diatasi.Agromining membutuhkan banyak ruang penyimpanan, pabrik daur ulang, limbah TPA setelah pemulihan REE, dan melibatkan biaya transportasi, yang membutuhkan pembakaran bahan bakar fosil.Proyek Universitas Negeri Penn memiliki potensi untuk mengatasi beberapa masalah yang terkait dengan metode pemulihan REE tradisional jika dapat memenuhi tujuan lingkungan dan ekonominya sendiri.