מקור חדש ליסודות נדירים

חוקרים מצאו מקור אפשרי חדש ליסודות נדירים – פסולת של סלע זרחה – וגם תהליך ידידותי לסביבה למצות אותם מתוכו, זאת בהתאם למחקר חדש. הגישה תוכל להועיל לפיתוחן של טכנולוגיות אנרגיה נקייה

סכימה המתארת את מנגנון המיצוי של היסודות הנדירים על ידי מספר חומצות
סכימה המתארת את מנגנון המיצוי של היסודות הנדירים על ידי מספר חומצות

[תרגום מאת ד"ר נחמני משה]

יסודות נדירים (הערך בויקיפדיה), למשל נאודימיום (neodymium) ודיספרוסיום (dysprosium) חיוניים עבור טכנולוגיות של ניצול אנרגיות השמש והרוח וכן עבור טכנולוגיות מתקדמות ברכבים, לצד רכיבי אלקטרוניקה מודרניים, כמו למשל אלו הנמצאים בטלפונים חכמים. אולם, צמצום בקצב הייצור של יסודות נדירים בארה"ב מעמיד בסכנה את הביטחון האנרגטי של ארה"ב. לעומת ארה"ב, סין מייצרת כתשעים אחוזים מכלל היסודות הללו בעולם.
המיצוי של יסודות אלו מתוך פוספוגבס – הפסולת המתקבלת מהתהליך של ייצור חומצה זרחתית – עשויה להיות פתרון לבעיה זו. מעריכים כי בכל שנה 250 מיליוני טון של סלע זרחה נכרים לשם הייצור של חומצה זרחתית המשמשת בהכנה של דשנים. ארה"ב כרתה כעשרים ושמונה מיליוני טון מעוקב בשנת 2017. יסודות נדירים מהווים בדרך כלל פחות מעשירית האחוז של סלע זרחה. אולם, ברחבי העולם כולו כמאה אלפי טונות של יסודות אלו נמצאים בתוך פסולת של פוספוגבס. כמות זו משתווה כמעט לכמות של מאה ועשרים אלפי טון של תחמוצות יסודות נדירים המופקת מדי שנה ברחבי העולם כולו.

שיטות נפוצות למיצוי יסודות נדירים מתוך עופרות כרוכות בייצור של מיליוני טונות של מזהמים רעילים וחומציים. אולם, במקום להשתמש בכימיקלים מסוכנים על מנת למצות את היסודות הללו, שיטה אחרת עשויה לעשות שימוש בחומצות אורגניות המופקות על ידי חידקיים, כך אמרו החוקרים. צוות המחקר בחן את האפשרות להשתמש בחומצות מינראליות ואורגניות, לרבות תערובת של ביו-חומצה, לשם המיצוי של שישה יסודות נדירים (איטריום, צריום, נאודימיום, סמריום, אירופיום ואיטרביום) מתוך פוספוגבס סינתטי.

תחמוצות של היסודות הנדירים גדוליניום, פרסאודימיום, צריום, סמריום, לנתן ונאודימיום [צילום: USDA ARS]
תחמוצות של היסודות הנדירים גדוליניום, פרסאודימיום, צריום, סמריום, לנתן ונאודימיום [צילום: USDA ARS]

החוקרים הכינו תערובת של ביו-חומצה, המורכבת בעיקר מחומצה גלוקונית, הנמצאת באופן טבעי בפירות ובדבש, על ידי גידול של חיידקים ייעודיים לכך על מצע של הסוכר גלוקוזה. התוצאות מעידות כי אכן הביו-חומצה הובילה לביצועים טובים יותר במיצוי של יסודות נדירים מאשר הביצועים של חומצה גלוקונית נקייה באותה רמת חומציות (pH= (2.1. החומצות המינראליות חומצה גופרתית וחומצה זרחתית לא הצליחו למצות כלל את היסודות הנדירים באותם התנאים. כאשר ארבע החומצות נבדקו באותם ריכוזים, רק החומצה הגופרתית הייתה יעילה יותר מאשר הביו-חומצה.
בשלב הבא החוקרים מתכננים לבדוק את ביצועיה של הביו-חומצה על פוספוגבס תעשייתי ועל סוגי פסולת אחרים המתקבלים במהלך הייצור של חומצה זרחתית, תוצרים שגם הם מכילים כמויות משתנות של יסודות נדירים. במסגרת הניסויים הראשוניים שלהם, החוקרים בחנו פוספוגבס שיוצר במעבדה, כך שהם יכלו לשלוט בקלות בהרכב המדויק שלו. דגימות המתקבלות בתעשייה הן הרבה יותר מורכבות.

המאמר אודות המחקר

הידיעה אודות המחקר

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

4 תגובות

  1. הסינים תפסו את שאר העולם בתרגיל שבכל שוק מסודר מהווה עברה על החוק: הורידו מחירים של מתכות נדירות עד שכל המכרות בעולם נסגרו, ואז הלאימו את כל המכרות בסין והעלו מחירים פי 50.
    בינתיים יש שני מקורות חדשים: אחד פעיל כבר כיום, הפקת מתכות נדירות במיחזור של נורות פלואורוסצנט ישנות, שמוחלפות כיום בקצב מהיר בלדים. יש חברה בארה"ב שמבצעת את המיחזור ומפיקה כשליש מהתצרוכת בארה"ב.
    מקור עתידי: היפנים מצאו מרבץ אדיר של מתכות נדירות, בעומק 6 ק"מ מתחת לפני הים. המרבץ צפוי לספק את התצרוכת העולמית לכ-700 שנה.
    חוץ מזה, המחסור הוא זמני. תוך כמה שנים ייפתחו מכרות חדשים , כי המתכות הנדירות אינן ממש נדירות על קרום כדור הארץ.

  2. נשמע לי מאוד מוזר שלמיצוי מתוך סלעי זרחה (= פוספאטים) משתמשים דווקא בחומצה פוספורית (H3PO4)…

  3. אני משער שגם פסולת פוספטים בישראל ניתנת לעיבוד חוזר כזה.
    למישהו יש מידע מפורט בעניין?

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן