Pilotskalaanlæg til udvinding af sjældne jordartselementer i hjertet af kullandet

Amerikanerne bruger sjældne jordartselementer (REE'er) hver dag - uden at vide det. Faktisk, de er afgørende for samfundet. Rick Honaker, professor i mineteknik ved University of Kentucky, ved alt om disse fascinerende elementer og den moderne elektronik, de muliggør.

REE'er er en serie af 17 kemiske elementer, der findes i jordskorpen. "På et periodisk system, de er typisk lanthanidserien, som er den vandrette række i bunden af ​​det periodiske system, plus scandium og yttrium. Alle disse elementer er ekstremt vigtige for daglige applikationer, "Sagde Honaker.

For eksempel, europium er et farveproducerende fosfor, der bruges i videoskærme, herunder computerskærme og plasma -tv. Neodym er en kraftig magnet, der bruges i smartphones, fjernsyn, lasere, genopladelige batterier og harddiske. På grund af deres unikke kemiske egenskaber, REE'er er væsentlige komponenter i teknologier, der spænder over en række applikationer, såsom kommunikationssystemer, transport, sundhedspleje og nationalt forsvar.

Efterspørgslen efter REE'er er steget støt. I hele verden, produktion af elektriske køretøjer forventes at vokse til 30 millioner biler årligt i 2025. "Der er omkring fem kilo sjældne jordarter i hvert elbil, og vi forventer, at produktionen af ​​elbiler vil stige eksponentielt, næsten fordoblet mængden af ​​sjældne jordarter, som vi producerer i dag. "

Problemet? Cirka 90 procent af verdens REE'er produceres og fremstilles i øjeblikket i Kina. Nu, er det tid for USA at finde en økonomisk gennemførlig løsning.

Det er her Honaker kommer ind.

I 2017, det amerikanske energiministerium (DOE) valgte Honakers pilotprojekt for at gå videre til en anden fase af forskningen i et forsøg på at genvinde disse elementer fra kul- og kulbiprodukter. Energiministeriet (DOE) investerede $ 6 millioner i projektet, og partnerne bidrog med yderligere $ 1,5 millioner over to og et halvt år for i alt $ 7,5 millioner.

Honaker lancerede for nylig et forarbejdningsanlæg i pilotskala med det formål at inddrive REE'er fra kul og dets biprodukter i Webster County. "Vi starter med at producere en koncentratblanding, og vi har haft succes i laboratoriet-i en kontinuerlig form-faktisk produceret et 99 procent rent sjældent jordartsprodukt. Så, det gør vi, men vi vil også tage det et skridt videre og faktisk producere sjældne jordkoncentrater. "

Hvis det lykkes, processen ville give en indenlandsk kilde til REE'er. Du spørger måske hvorfor leder Kentucky denne indsats? En af de største kilder til sjældne jordartselementer i USA er Fire Clay -kulsømmen i det østlige Kentucky. "Da kul er en vigtig økonomisk kilde i dele af vores stat, tilvejebringelse af et middel til at genvinde et vigtigt biprodukt tilføjer økonomisk styrke og levedygtighed til kulindustrien, "Honaker fortsatte." Så, derfor er Kentucky interesseret i at udvikle dette, samt det faktum, at Commonwealth er en temmelig stor fremstillingsstat. "

Honaker er ikke i tvivl om, at de vil være i stand til at opnå genopretning. Så, på spørgsmålet om, hvad den mest udfordrende del af denne forskning vil være, han svarede, "Økonomi. Forsøger at være i stand til at producere det selv som et biprodukt, og for at være økonomisk gør det, er nok vores mest betydningsfulde udfordring. "

Samlet set, Honaker forbliver optimistisk, fordi han har et utroligt team af forskere og studerende bag sig.

”De uddannelsesmuligheder, vi har, er enorme, og det giver en masse tilfredshed, for det er virkelig det, vi er her for at uddanne og udvikle teknologi. Jeg mener, hvor mange gange har du en mulighed, som studerende, både som bachelor og kandidat, at være involveret i et så meningsfuldt projekt? "

Institutioner og efterforskere, der er involveret i projektet, omfatter, Josh Werner og Wencai Zhang (University of Kentucky); Roe-Hoan Yoon, Gerald Luttrell og Aaron Noble (Virginia Tech); og Qingqing Huang (West Virginia University).

Projektet er planlagt færdigt i marts 2020. Indtil da, Honaker og hans team vil have "meget travlt."