Kan kulminer udnyttes til sjældne jordarter?
Forekomster af udpegede kritiske mineraler, der er nødvendige for at omstille verdens energisystemer væk fra fossile brændstoffer, kan ironisk nok være samlokaliseret med kulforekomster, der er blevet udvundet for at producere det fossile brændstof, der er mest impliceret i klimaændringer.
Nu har forskning ledet af University of Utah dokumenteret forhøjede koncentrationer af en vigtig undergruppe af kritiske mineraler, kendt som sjældne jordarters elementer, eller REE'er, i aktive miner, der omkranser Uinta-kulbæltet i Colorado og Utah. Værket er publiceret i tidsskriftet Grænser i jordvidenskab .
Disse resultater åbner muligheden for, at disse miner kunne se en sekundær ressourcestrøm i form af metaller, der bruges i vedvarende energi og adskillige andre højteknologiske applikationer, ifølge studiets medforfatter Lauren Birgenheier, en lektor i geologi og geofysik.
"Modellen er, hvis du allerede flytter sten, kunne du flytte lidt mere sten for ressourcer i retning af energiomstilling?" sagde Birgenheier. "I disse områder finder vi ud af, at de sjældne jordarters elementer er koncentreret i finkornede skiferenheder, de mudrede skifre, der er over og under kullagene."
Denne forskning blev udført i samarbejde med Utah Geological Survey og Colorado Geological Survey som en del af Carbon Ore, Rare Earth and Critical Minerals-projektet eller CORE-CM.
Selvom disse metaller er afgørende for amerikansk fremstilling, især inden for avancerede teknologier, er de i vid udstrækning hentet fra udlandet.
"Når vi taler om dem som 'kritiske mineraler', er meget af kritikaliteten relateret til forsyningskæden og forarbejdningen," sagde Michael Free, professor i metallurgisk teknik. "Dette projekt er designet til at se på nogle alternative ukonventionelle indenlandske kilder til disse materialer."
Sammenhængen mellem kul- og REE-forekomster er blevet veldokumenteret andre steder, men kun få data var tidligere blevet indsamlet eller analyseret i Utah og Colorados kulfelter.
"Målet med dette fase-et-projekt var at indsamle yderligere data for at prøve at forstå, om dette var noget, der var værd at forfølge i Vesten," sagde undersøgelsens medforfatter Michael Vanden Berg, energi- og mineralprogramleder ved Utah Geological Survey. "Er der berigelse af sjældne jordarter i disse klipper, som kan give en form for biprodukt eller værditilvækst til kulmineindustrien?"
Forskere analyserede 3.500 prøver fra 10 miner, fire mineaffaldsbunker, syv stratigrafisk komplette kerner og endda nogle kulaskebunker nær kraftværker.
"Kullet i sig selv er ikke beriget med sjældne jordarters elementer," sagde Vanden Berg. "Der vil ikke være et biprodukt fra udvinding af kul, men for en virksomhed, der udvinder kullaget, kunne de tage et par meter af gulvet på samme tid? Kunne de tage et par meter af loftet? Kunne der være potentiale det er den retning, som dataene førte os til."
Holdet implementerede to forskellige metoder til at registrere niveauer af sjældne jordarter, udtrykt i dele per million eller ppm i prøverne. Den ene var en håndholdt enhed til hurtige aflæsninger i felten, den anden brugte Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry eller ICP-MS i et laboratorium på campus.
"Vi bruger for det meste denne bærbare røntgenfluorescensanordning, som er en analysepistol, som vi holder til klippen i to minutter, og den giver os kun fem eller seks af de 17 sjældne jordarters elementer," sagde Birgenheier. Hvis prøver viste koncentrationer højere end 200 ppm, kørte de en mere komplet analyse ved hjælp af det dyrere massespektrometriudstyr.
Department of Energy har sat 300 ppm som minimumskoncentrationen for at udvinde sjældne jordarter for at være potentielt økonomisk rentabel. Men for undersøgelsen anså forskerne koncentrationer på mere end 200 ppm for at blive betragtet som "REE-beriget."
Undersøgelsen fandt den højeste forekomst af sådanne koncentrationer i kul-tilstødende formationer af siltsten og skifer, mens sandsten og kullet i sig selv for det meste var blottet for sjældne jordarter.
Holdet har analyseret 11.000 prøver til dato, langt flere end der blev brugt i den offentliggjorte undersøgelse. Næste trin omfatter at bestemme, hvor meget sjældne jordarters malm, der sandsynligvis vil blive gjort sammen med kolleger ved University of Wyoming og New Mexico Institute of Mining and Technology.
Flere oplysninger: Haley H. Coe et al., Berigelse af sjældne jordarter i kul og kul-tilstødende lag i Uinta-regionen, Utah og Colorado, Grænser i jordvidenskab (2024). DOI:10.3389/feart.2024.1381152
Journaloplysninger: Grænser i geovidenskab
Leveret af University of Utah
Varme artikler
-
Udnyttelse af rige satellitdata til at estimere afgrødeudbytteKredit:University of Illinois i Urbana-Champaign Uden avanceret sensorteknologi, mennesker ser kun en lille del af hele det elektromagnetiske spektrum. Satellitter ser hele rækkevidden – fra højen -
Tværfaglig tilgang er den eneste måde at imødegå ødelæggende virkninger af jorderosionSelvom forandring er uundgåelig, det er bydende nødvendigt, at kulturelle traditioner ikke forsvinder, men forbliver en del af det nye landskab. Kredit:Carey Marks/University of Plymouth Jorderosi -
Atomaffald hober sig op:Regeringer er nødt til at stoppe rystelser og gribe indOlkiluoto-atomkraftværket i Finland, på stedet for Onkalo geologiske deponeringsanlæg. Kredit:Claire Corkhill, Forfatter angivet Den britiske regering har iværksat en proces for at finde et frivil -
Klimaændringer vil decimere Palm Springs, Coachella Valley turismeTurist fodrer en giraf i The Living Desert Zoo and Gardens. Kredit:Michal Wisniowski En ny UC Riverside-undersøgelse viser, at klimaændringer vil have en ødelæggende effekt på det større Palm Spri
- Amerikansk teknologiindustri er cool med Trump-aftalen om Frankrigs digitale skat
- Hvordan rovplankton skabte moderne økosystemer efter Snowball Earth
- En acceleration af kystoverhoppning rundt om i verden
- Blowfluer kan bruges til at opdage brug af kemiske våben, andre forurenende stoffer
- Fire kaskelothvaler dør i Indonesiens strandredning
- Bell ser et adræt autonomt fragtkøretøj i flyvning