تعتبر المواد الخام ضرورية لتطوير وتشغيل المناطق الصناعية مثل الاتحاد الأوروبي شهد الطلب العالمي على المواد الخام نمواً غير مسبوق في القرن العشرين ، ونتيجة الزيادة الملحوظة في استهلاك المواد الخام خلال السنوات الأخيرة ، والتوزيع غير المتكافئ جغرافيا للموارد المعدنية للأرض ، والاستغلال المكثف لمعظم الرواسب الكبيرة والعالية الجودة في أوروبا ، والقيود المفروضة على الاستثمارات الأجنبية والصادرات الأجنبية التي فرضتها الصين ، جعلت إمداد المواد الخام بأسعار معقولة واحدة من أعظم التحديات التي يواجهها الاتحاد الأوروبي في القرن الحادي والعشرين .
استجابةً لذلك ، أطلق الاتحاد الأوروبي مبادرة الاتحاد الأوروبي للمواد الخام ، وأظهر أنه من بين جميع المواد الخام التي تم فحصها ، كانت عناصر الأرض النادرة (ree) ، ويعتمد الاتحاد الأوروبي حاليًا بنسبة 100٪ على الواردات ، معظمها من الصين .
واسم العناصر النادرة للأرض (ree) هي الاسم الجماعي لـ 17 عنصرًا معدنيًا مشابهًا كيميائيًا (اللانثانيدات ، الإسكنديوم ، والإيتريوم) التي تحدث في مجموعة واسعة من المعادن النادرة للأرض (ree) ويتم استخراجها مجتمعة مع بعضها البعض ؛ وتتطلب معالجة مكثفة . [1]
ما هي العناصر النادرة للارض
العناصر الأرضية النادرة هي مجموعة مكونة من سبعة عشر عنصرًا كيميائيًا تحدث معًا في الجدول الدوري ، وتتكون المجموعة من الإيتريوم و 15 عنصرًا من اللانثانيد (اللانثانوم ، والسيريوم ، والبراسيوديميوم ، والنيوديميوم ، والبروميثيوم ، والساماريوم ، واليوروبيوم ، والجادولينيوم ، والتيربيوم ، والديسبروسيوم ، والهولميوم ، والإربيوم ، والثوليوم ، والإيتيربيوم ، واللوتيتيوم ) ، يوجد الإسكنديوم في معظم رواسب العناصر الأرضية النادرة ويصنف كعنصر أرضي نادر ، يشتمل تصنيف الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية على الاسكانديوم في تعريف العناصر الأرضية النادرة .
العناصر الأرضية النادرة هي مجموعة من المعادن التي لها العديد من الخصائص المتشابهة ، وغالبًا ما يتم العثور عليها معًا في الرواسب الجيولوجية ، ويشار إليها أيضًا باسم أكاسيد الأرض النادرة لأن الكثير منها يباع عادة كمركبات أكسيد . [2]
اصل العناصر الأرضية النادرة
تم اكتشاف العناصر الأرضية النادرة في عام 1787 من قبل ملازم في الجيش السويدي يدعى كارل أكسيل ، وتم إنتاجها تجاريًا لأول مرة في ثمانينيات القرن التاسع عشر عندما تم استخراجها في السويد والنرويج ، وكان أول إنتاج أجنبي لها في البرازيل في عام 1887 ، وبدأت الهند في إنتاجها في عام 1911 .
وفي الفترة من 1940 إلى 1990 ، أنتجت الولايات المتحدة معادنها الأرضية النادرة ، ويعد منجم الجبل باس في كاليفورنيا أكبر مورد في البلاد ، وحتى الثمانينات كانت الولايات المتحدة واحدة من أكبر المنتجين في العالم ، ثم زادت الصين من الإنتاج بأكثر من 500 ٪ منذ عام 1990 بسبب الودائع الكبيرة والعمالة الرخيصة . [2]
معالجة العناصر الارضية النادرة
من الصعب العثور على عناصر التربة النادرة منفصلة عن بعضها لأنها لا توجد بكميات كبيرة ، لذا يجب فصلهم عن بعضهم البعض باستخدام مجموعة متنوعة من تقنيات التعدين والمعالجة ، وهناك ثلاث طرق رئيسية لفصل العناصر وتنقيحها ، بما في ذلك التبلور التجزيئي ، والتبادل الأيوني ، واستخراج المذيبات .
وتنتج معظم مناجم الطاقة الكهربائية الأرضية هذه الأنواع من العناصر فقط باستخدام تقنيات واسعة النطاق تشمل الحفر ، والتفجير ، والسحب ، يتم فصل العناصر وتنقيتها ثم تنقيحها لتفي بمعايير الصناعة للتطبيقات المناسبة . [2]
استخدامات العناصر الأرضية النادرة
تُستخدم المعادن الأرضية النادرة والسبائك التي تحتوي عليها في العديد من الأجهزة التي يستخدمها الأشخاص يوميًا ، مثل ذاكرة الكمبيوتر ، وأقراص dvd ، والبطاريات القابلة لإعادة الشحن ، والهواتف المحمولة ، والمحولات الحفازة ، والمغناطيسات ، والإضاءة الفلورية ، وغير ذلك الكثير .
وخلال العشرين عامًا الماضية حدث ارتفاع في الطلب على العديد من العناصر التي تتطلب معادن أرضية نادرة ، فمنذ عشرين عامًا ، كان عدد قليل جدًا من الناس يمتلكون هاتفًا محمولًا ، لكن اليوم أكثر من 5 مليارات شخص يمتلكون جهازًا محمولًا ، كما نما استخدام العناصر الأرضية النادرة في أجهزة الكمبيوتر بنفس سرعة نمو الهواتف المحمولة .
علاوة على ذلك فإن العديد من البطاريات القابلة لإعادة الشحن مصنوعة من مركبات أرضية نادرة ، ويتم الطلب على البطاريات بسبب الطلب على الأجهزة الإلكترونية المحمولة مثل الهواتف المحمولة ، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ، والكاميرات . [3]
هل العناصر الأرضية النادرة نادرة حقًا
لا ، إنها أكثر وفرة في قشرة الأرض من العديد من العناصر القيمة الأخرى ، وحتى أندر عناصر الأرض النادرة ، وهو الثوليوم برقمه الذري 69 ، هو أكثر وفرة 125 مرة من الذهب ، أما أقل العناصر الأرضية النادرة ندرة ، وهو السيريوم ، برقمه الذري 58 ، أكثر وفرة بمقدار 15000 مرة من الذهب . [4]
انتاج العناصر الأرضية النادرة
في حين أن كندا ليست منتجًا حاليًا للمعادن الأرضية النادرة ، إلا أنها تستضيف عددًا من مشاريع الاستكشاف المتقدمة وبعض أكبر الاحتياطيات والموارد المقاسة والمشار إليها لهذه المعادن ، والتي تقدر بأكثر من 15 مليون طن من أكاسيد التربة النادرة . [4]
تصنيف العناصر الأرضية النادرة
يتم تصنيف العناصر الأرضية النادرة على أنها عناصر ثقيلة وعناصر خفيفة ، ويتم إنتاج العناصر الأرضية النادرة الخفيفة مثل (اللانثانوم ، والسيريوم ، والبراسيوديميوم ، والنيوديميوم ، والبروميثيوم ، والساماريوم ، واليوروبيوم ، والجادولينيوم ، والسكانديوم) بكميات عالمية وفائضة في العرض .
ويتم إنتاج العناصر الاقتصادية الرئيسية الثقيلة مثل ( التيربيوم ، والديسبروسيوم ، والهولميوم ، والإربيوم ، والإيتيربيوم ، واللوتيتيوم ، والإيتريوم ) بشكل رئيسي في الصين وهي محدودة العرض ، وتستمر الجهود العالمية لجلب موارد جديدة إلى السوق .
وتحتوي العديد من مشاريع استكشاف العناصر الأرضية النادرة الأكثر تطوراً في كندا على تركيزات عالية من العناصر الأرضية النادرة الثقيلة ذات القيمة العالمية المستخدمة في التكنولوجيا المتقدمة وتطبيقات الطاقة النظيفة . [5]
اعتبارات بيئية مرتبطة بالعناصر الأرضية النادرة
توجد العناصر الأرضية النادرة بشكل طبيعي في تركيز منخفض للغاية في البيئة ، بالقرب من مناطق التعدين والمواقع الصناعية ، يمكن أن ترتفع التركيزات إلى عدة أضعاف عن المستويات الطبيعية ، وبمجرد وصولها إلى البيئة ، يمكن أن تتسرب العناصر الأرضية النادرة إلى التربة حيث يتحدد نقلها بعدة عوامل مثل التآكل ، والطقس ، ودرجة الحموضة ، وهطول الأمطار ، والمياه الجوفية ، وما إلى ذلك لجزيئات التربة ، واعتمادا على توافرها الحيوي ، يمكن امتصاص العناصر الأرضية النادرة في النباتات ومن ثم يستهلكها البشر والحيوانات في وقت لاحق .
ويساهم إنتاج الأسمدة الفسفورية في تلوث العناصر الأرضية بسبب إنتاجها وترسبها حول مصانع إنتاج الأسمدة الفوسفورية ، علاوة على ذلك ، يتم استخدام الأحماض القوية أثناء عملية الاستخراج من الكيانات البيئية ، والتي يمكن أن تتسرب إلى البيئة ويتم نقلها عبر المسطحات المائية مما يؤدي إلى تلوث البيئات المائية . كما أن تعدين وتكرير وإعادة تدوير العناصر الأرضية النادرة له عواقب وخيمة على البيئة إذا لم تتم إدارته بشكل صحيح ، وقد يكون الخطر المحتمل هو المخلفات المشعة ذات المستوى المنخفض الناتجة عن تفاعل الثوريوم واليورانيوم في خامات العناصر الأرضية النادرة ، ويمكن أن تؤدي المعالجة غير الصحيحة لهذه المواد إلى ضرر بيئي واسع النطاق . [6]
استجابةً لذلك ، أطلق الاتحاد الأوروبي مبادرة الاتحاد الأوروبي للمواد الخام ، وأظهر أنه من بين جميع المواد الخام التي تم فحصها ، كانت عناصر الأرض النادرة (ree) ، ويعتمد الاتحاد الأوروبي حاليًا بنسبة 100٪ على الواردات ، معظمها من الصين .
واسم العناصر النادرة للأرض (ree) هي الاسم الجماعي لـ 17 عنصرًا معدنيًا مشابهًا كيميائيًا (اللانثانيدات ، الإسكنديوم ، والإيتريوم) التي تحدث في مجموعة واسعة من المعادن النادرة للأرض (ree) ويتم استخراجها مجتمعة مع بعضها البعض ؛ وتتطلب معالجة مكثفة . [1]
ما هي العناصر النادرة للارض
العناصر الأرضية النادرة هي مجموعة مكونة من سبعة عشر عنصرًا كيميائيًا تحدث معًا في الجدول الدوري ، وتتكون المجموعة من الإيتريوم و 15 عنصرًا من اللانثانيد (اللانثانوم ، والسيريوم ، والبراسيوديميوم ، والنيوديميوم ، والبروميثيوم ، والساماريوم ، واليوروبيوم ، والجادولينيوم ، والتيربيوم ، والديسبروسيوم ، والهولميوم ، والإربيوم ، والثوليوم ، والإيتيربيوم ، واللوتيتيوم ) ، يوجد الإسكنديوم في معظم رواسب العناصر الأرضية النادرة ويصنف كعنصر أرضي نادر ، يشتمل تصنيف الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية على الاسكانديوم في تعريف العناصر الأرضية النادرة .
العناصر الأرضية النادرة هي مجموعة من المعادن التي لها العديد من الخصائص المتشابهة ، وغالبًا ما يتم العثور عليها معًا في الرواسب الجيولوجية ، ويشار إليها أيضًا باسم أكاسيد الأرض النادرة لأن الكثير منها يباع عادة كمركبات أكسيد . [2]
اصل العناصر الأرضية النادرة
تم اكتشاف العناصر الأرضية النادرة في عام 1787 من قبل ملازم في الجيش السويدي يدعى كارل أكسيل ، وتم إنتاجها تجاريًا لأول مرة في ثمانينيات القرن التاسع عشر عندما تم استخراجها في السويد والنرويج ، وكان أول إنتاج أجنبي لها في البرازيل في عام 1887 ، وبدأت الهند في إنتاجها في عام 1911 .
وفي الفترة من 1940 إلى 1990 ، أنتجت الولايات المتحدة معادنها الأرضية النادرة ، ويعد منجم الجبل باس في كاليفورنيا أكبر مورد في البلاد ، وحتى الثمانينات كانت الولايات المتحدة واحدة من أكبر المنتجين في العالم ، ثم زادت الصين من الإنتاج بأكثر من 500 ٪ منذ عام 1990 بسبب الودائع الكبيرة والعمالة الرخيصة . [2]
معالجة العناصر الارضية النادرة
من الصعب العثور على عناصر التربة النادرة منفصلة عن بعضها لأنها لا توجد بكميات كبيرة ، لذا يجب فصلهم عن بعضهم البعض باستخدام مجموعة متنوعة من تقنيات التعدين والمعالجة ، وهناك ثلاث طرق رئيسية لفصل العناصر وتنقيحها ، بما في ذلك التبلور التجزيئي ، والتبادل الأيوني ، واستخراج المذيبات .
وتنتج معظم مناجم الطاقة الكهربائية الأرضية هذه الأنواع من العناصر فقط باستخدام تقنيات واسعة النطاق تشمل الحفر ، والتفجير ، والسحب ، يتم فصل العناصر وتنقيتها ثم تنقيحها لتفي بمعايير الصناعة للتطبيقات المناسبة . [2]
استخدامات العناصر الأرضية النادرة
تُستخدم المعادن الأرضية النادرة والسبائك التي تحتوي عليها في العديد من الأجهزة التي يستخدمها الأشخاص يوميًا ، مثل ذاكرة الكمبيوتر ، وأقراص dvd ، والبطاريات القابلة لإعادة الشحن ، والهواتف المحمولة ، والمحولات الحفازة ، والمغناطيسات ، والإضاءة الفلورية ، وغير ذلك الكثير .
وخلال العشرين عامًا الماضية حدث ارتفاع في الطلب على العديد من العناصر التي تتطلب معادن أرضية نادرة ، فمنذ عشرين عامًا ، كان عدد قليل جدًا من الناس يمتلكون هاتفًا محمولًا ، لكن اليوم أكثر من 5 مليارات شخص يمتلكون جهازًا محمولًا ، كما نما استخدام العناصر الأرضية النادرة في أجهزة الكمبيوتر بنفس سرعة نمو الهواتف المحمولة .
علاوة على ذلك فإن العديد من البطاريات القابلة لإعادة الشحن مصنوعة من مركبات أرضية نادرة ، ويتم الطلب على البطاريات بسبب الطلب على الأجهزة الإلكترونية المحمولة مثل الهواتف المحمولة ، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ، والكاميرات . [3]
هل العناصر الأرضية النادرة نادرة حقًا
لا ، إنها أكثر وفرة في قشرة الأرض من العديد من العناصر القيمة الأخرى ، وحتى أندر عناصر الأرض النادرة ، وهو الثوليوم برقمه الذري 69 ، هو أكثر وفرة 125 مرة من الذهب ، أما أقل العناصر الأرضية النادرة ندرة ، وهو السيريوم ، برقمه الذري 58 ، أكثر وفرة بمقدار 15000 مرة من الذهب . [4]
انتاج العناصر الأرضية النادرة
في حين أن كندا ليست منتجًا حاليًا للمعادن الأرضية النادرة ، إلا أنها تستضيف عددًا من مشاريع الاستكشاف المتقدمة وبعض أكبر الاحتياطيات والموارد المقاسة والمشار إليها لهذه المعادن ، والتي تقدر بأكثر من 15 مليون طن من أكاسيد التربة النادرة . [4]
تصنيف العناصر الأرضية النادرة
يتم تصنيف العناصر الأرضية النادرة على أنها عناصر ثقيلة وعناصر خفيفة ، ويتم إنتاج العناصر الأرضية النادرة الخفيفة مثل (اللانثانوم ، والسيريوم ، والبراسيوديميوم ، والنيوديميوم ، والبروميثيوم ، والساماريوم ، واليوروبيوم ، والجادولينيوم ، والسكانديوم) بكميات عالمية وفائضة في العرض .
ويتم إنتاج العناصر الاقتصادية الرئيسية الثقيلة مثل ( التيربيوم ، والديسبروسيوم ، والهولميوم ، والإربيوم ، والإيتيربيوم ، واللوتيتيوم ، والإيتريوم ) بشكل رئيسي في الصين وهي محدودة العرض ، وتستمر الجهود العالمية لجلب موارد جديدة إلى السوق .
وتحتوي العديد من مشاريع استكشاف العناصر الأرضية النادرة الأكثر تطوراً في كندا على تركيزات عالية من العناصر الأرضية النادرة الثقيلة ذات القيمة العالمية المستخدمة في التكنولوجيا المتقدمة وتطبيقات الطاقة النظيفة . [5]
اعتبارات بيئية مرتبطة بالعناصر الأرضية النادرة
توجد العناصر الأرضية النادرة بشكل طبيعي في تركيز منخفض للغاية في البيئة ، بالقرب من مناطق التعدين والمواقع الصناعية ، يمكن أن ترتفع التركيزات إلى عدة أضعاف عن المستويات الطبيعية ، وبمجرد وصولها إلى البيئة ، يمكن أن تتسرب العناصر الأرضية النادرة إلى التربة حيث يتحدد نقلها بعدة عوامل مثل التآكل ، والطقس ، ودرجة الحموضة ، وهطول الأمطار ، والمياه الجوفية ، وما إلى ذلك لجزيئات التربة ، واعتمادا على توافرها الحيوي ، يمكن امتصاص العناصر الأرضية النادرة في النباتات ومن ثم يستهلكها البشر والحيوانات في وقت لاحق .
ويساهم إنتاج الأسمدة الفسفورية في تلوث العناصر الأرضية بسبب إنتاجها وترسبها حول مصانع إنتاج الأسمدة الفوسفورية ، علاوة على ذلك ، يتم استخدام الأحماض القوية أثناء عملية الاستخراج من الكيانات البيئية ، والتي يمكن أن تتسرب إلى البيئة ويتم نقلها عبر المسطحات المائية مما يؤدي إلى تلوث البيئات المائية . كما أن تعدين وتكرير وإعادة تدوير العناصر الأرضية النادرة له عواقب وخيمة على البيئة إذا لم تتم إدارته بشكل صحيح ، وقد يكون الخطر المحتمل هو المخلفات المشعة ذات المستوى المنخفض الناتجة عن تفاعل الثوريوم واليورانيوم في خامات العناصر الأرضية النادرة ، ويمكن أن تؤدي المعالجة غير الصحيحة لهذه المواد إلى ضرر بيئي واسع النطاق . [6]
