Ny vej til dannelse af sjældne jordarter har konsekvenser for grøn energi og smart tech

Forskere fra Trinity College Dublin har kastet nyt lys over dannelsesmekanismerne for et sjældent jordbærende mineral, der er i stadig større efterspørgsel over hele kloden til dets anvendelse i den grønne energi og tech industri.

Deres opdagelse har vigtige økonomiske konsekvenser, fordi der ikke er substituerende alternativer til disse sjældne jordarter (REE'er), som er uundværlige på grund af deres evne til at danne små og meget kraftige magneter, der er afgørende for smarte enheder og lavemissionsenergiproduktion (f.eks. elektronik, vindturbine, hybridbiler).

De fleste REE'er udnyttes i carbonatitforekomster (den største kendte carbonatit er Bayan Obo i Kina), men forskere diskuterer stadig, hvordan og hvorfor de dannes på grund af deres komplicerede mineralogi, elementkomposition og geologisk historie.

Der er mere end 250 kendte REE-bærende mineraler, men kun tre er økonomisk levedygtige og udnyttes kommercielt. Bastnäsite er sandsynligvis det primære værdifulde mineral for REES i verden og var fokus for Trinity -teamets undersøgelse.

Ved at overveje, hvordan vand, der indeholder REE'er, interagerede med calcit, et mineral, der er allestedsnærværende i naturen og ofte findes i hydrotermiske miljøer, teamet opdagede en ny vej, hvorved bastnäsit dannedes.

Adrienn Maria Szucs, Ph.d. Kandidat, Treenighed, er den første forfatter til undersøgelsen, som netop er udgivet af det internationale tidsskrift Krystalvækst og design . Hun sagde:

"Det faktum, at vi har brug for flere REE'er, opfordrer os til at finde ud af mere om disse dyrebare elementers geokemiske adfærd. vi har brug for at vide meget mere om REE'er, og hvordan og hvorfor de dannes, hvis vi vil have flere af dem.

"Den krystalliseringsvej, vi opdagede, afslører, at bastnäsitens oprindelse i nogle sjældne jordbærende aflejringer simpelthen kan være en konsekvens af interaktion mellem calcit og sjældne jordrige væsker. Dette er ikke den eneste reaktion, der danner bastnäsit, men opdagelsen er især vigtigt, fordi calcit findes overalt og også er det mest stabile calciumcarbonat i naturen. det tyder på, at det burde være muligt at understøtte dannelsen af ​​bastnäsit under de rigtige forhold. "

Juan Diego Rodriguez-Blanco, Ussher adjunkt i nanomineralogi på Trinity, og finansieret efterforsker i Irish Center for Research in Applied Geosciences (iCRAG), er hovedundersøger. Han sagde:

"Brugen af ​​REE'er til højteknologiske produkter stiger konstant gennem årene, og derfor skyder efterspørgslen efter dem også op. Dette har skabt betydelig geopolitisk konkurrence, fordi mange REE'er er blevet meget værdifulde.

"Desværre, udvinding og raffinering af REE'er er både økonomisk og miljømæssigt dyrt, så arbejde som dette er vigtigt for at forbedre vores forståelse af dannelsesmekanismer for bastnäsit, hvilket igen hjælper os med at forbedre eksisterende ekstraktions- og raffineringsmetoder. "