दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के लिए क्वेस्ट

मार्च 2012 में यूरोपीय संघ, अमेरिका और जापान ने संयुक्त रूप से विश्व व्यापार संगठन (डब्ल्यूटीओ) के साथ शिकायतें दर्ज कीं, जिसमें आरोप लगाया गया कि चीन दुर्लभ-पृथ्वी तत्वों (आरईई) के निर्यात से संबंधित अनुचित व्यवहारों में उलझा रहा। आरईई 17 रासायनिक तत्वों का एक समूह है जिसका उपयोग स्मार्टफोन से लेकर टीवी तक की आधुनिक तकनीकों की एक विस्तृत श्रृंखला में किया जा सकता है। 2012 में दुनिया के लगभग 95% REE का चीन में खनन किया गया था, और देश के व्यापारिक साझेदारों को इस बात पर ध्यान दिया गया था कि वे अपने एकाधिकार के चीन के शोषण को क्या कहते हैं, जिसमें निर्यात कोटा भी शामिल है। डब्ल्यूटीओ की शिकायतों के जवाब में, चीन ने दावा किया कि वह निर्यात को सीमित कर रहा है ताकि उसके आरईई उद्योग अनियंत्रित उत्पादन के वर्षों के कारण पर्यावरणीय क्षति की मरम्मत कर सके। इसके अलावा, देश को अपने उच्च तकनीक उद्योग की आपूर्ति करने के लिए अपने परिमित REE संसाधनों की आवश्यकता है।

अद्वितीय गुण, उच्च तकनीक अनुप्रयोग।

एक केमिस्ट के दृष्टिकोण से, REE में लैंथेनॉइड तत्व होते हैं - आवर्त सारणी में आवर्त सारणी में लगातार 15 रासायनिक तत्वों में से कोई भी श्रृंखला लुटेटियम के माध्यम से - आवर्त सारणी, स्कैंडियम और यत्रियम के समूह 3 से 2 तत्वों के अलावा। उनकी इलेक्ट्रॉनिक संरचनाओं के कारण, ये तत्व अद्वितीय चुंबकीय, ऑप्टिकल और उत्प्रेरक गुणों का प्रदर्शन करते हैं। व्यवहार में, वे आमतौर पर अन्य तत्वों के साथ संयुक्त रूप से अनुरूप यौगिकों और मिश्र धातुओं को बनाते हैं, जो तब विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किए जाते हैं। 2012 तक इन अनुप्रयोगों के बढ़ते महत्व ने अंतर्निहित REEs की मांग को बढ़ा दिया था और इसलिए उनका मूल्य। REE अनुप्रयोगों के उदाहरणों में शामिल हैं:

• उत्प्रेरक सामग्री, जो स्वयं प्रक्रियाओं में खपत किए बिना रासायनिक प्रक्रियाओं में तेजी लाती है। उदाहरण के लिए, लेंटानम- और सेरियम-आधारित उत्प्रेरक, का उपयोग कच्चे तेल के शोधन में किया जाता है। प्रदूषक के उत्सर्जन को कम करने के लिए मोटर वाहनों में उपयोग किए जाने वाले उत्प्रेरक कन्वर्टर्स में सेरेमियम-आधारित उत्प्रेरक भी पाए जा सकते हैं।

• चुंबकीय सामग्री, जो स्थायी मैग्नेट में उपयोग की जाती है जो विभिन्न प्रकार के औद्योगिक और उच्च-तकनीकी अनुप्रयोगों में दिखाई देती हैं। नियोडिमियम और समैरियम पर आधारित मिश्र किसी भी ज्ञात स्थायी-चुंबक सामग्री की उच्चतम चुंबकीय ताकत पैदा करते हैं। यह संपत्ति चुंबकीय घटकों के लघुकरण की अनुमति देती है और इस प्रकार उन उपकरणों में होती है, जिनमें सेल फोन और हार्ड-डिस्क ड्राइव जैसे घटक होते हैं। इन सामग्रियों की क्षमता का गर्मी और अन्य कारकों द्वारा विघटित होने का विरोध करने का मतलब है कि उनका उपयोग चुनौतीपूर्ण परिचालन स्थितियों में किया जा सकता है, जो विशेष रूप से इलेक्ट्रिक मोटर्स और जनरेटर में महत्वपूर्ण है।

• फॉस्फोर पदार्थ, जो इलेक्ट्रॉनों या पराबैंगनी विकिरण के संपर्क में आने के बाद प्रकाश का उत्सर्जन करते हैं। युरोपियम, टेरियम, और यट्रियम युक्त फास्फोरस विशेष रूप से बिजली का उपयोग करते हुए प्रकाश के बहुत विशिष्ट तरंग दैर्ध्य के उत्पादन में विशेष रूप से प्रभावी हैं। फ्लैट-पैनल कंप्यूटर डिस्प्ले और टीवी, सेल फोन, टैबलेट कंप्यूटर और अन्य इलेक्ट्रॉनिक्स में फॉस्फोर सामग्री का बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता है। वे कॉम्पैक्ट फ्लोरोसेंट रोशनी में भी पाए जाते हैं, जो धीरे-धीरे कम-कुशल तापदीप्त बल्बों की जगह ले रहे हैं।

चुंबकीय और फॉस्फोर सामग्री "ग्रीन" या स्थायी ऊर्जा से संबंधित घटकों और उपकरणों में उनके उपयोग के परिणामस्वरूप बढ़ती मांग पा रहे हैं। अमेरिका और अन्य देशों ने भविष्य के बड़े पैमाने पर उत्पादन और इलेक्ट्रिक वाहनों, अगली पीढ़ी के पवन टर्बाइन और ऊर्जा-कुशल उपकरणों के उपयोग में इस्तेमाल होने वाले आरईई तक सुरक्षित पहुंच को प्रमुख प्राथमिकता माना है।

खनिज संसाधनों।

यद्यपि प्रत्येक आरईई के अपने गुण हैं, एक समूह के रूप में तत्व रासायनिक रूप से समान हैं। नतीजतन, वे प्रकृति में एक साथ पाए जाते हैं, कुछ विशिष्ट खनिजों के भीतर बाध्य होते हैं जो सीमित प्रकार के रॉक प्रकारों में होते हैं। समूह की रासायनिक समानता का मतलब है कि एक बार जब वे मिल गए हैं और जमीन से खोदे गए हैं, तो निर्माताओं के लिए व्यक्तिगत REE को एक दूसरे से अलग करना एक महत्वपूर्ण चुनौती है। इस चुनौती को पार करने के लिए कई वर्षों में कई प्रक्रियाओं का विकास किया गया है। सॉल्वेंट एक्सट्रैक्शन पसंद की प्रक्रिया बन गई है, क्योंकि यह निर्माताओं को शुद्धता के अपेक्षाकृत उच्च स्तर पर व्यक्तिगत दुर्लभ-पृथ्वी उत्पादों का उत्पादन करने की अनुमति देता है।

अयस्क भंडार में पाए जाने वाले प्रमुख REE- असर वाले खनिज हैं बस्त्नेसाइट, मोनाजाइट, लोपराईट, एक्सनोटाइम और लेटराइट क्ले। ऐसे तत्वों के बीच समूह हैं जो उनके भूगर्भीय घटना, प्रसंस्करण और वाणिज्यिक शोषण पर विचार करते समय महत्वपूर्ण हो जाते हैं। लाइट REEs (LREE; lanthanum through neodymium) मध्यम REEs (MREEs; गैडोलिनियम के माध्यम से समैरियम) और हैवी REEs (HREEs; yttrium और terbium) के माध्यम से अधिक से अधिक बहुतायत में पाया जा सकता है, हालांकि लगभग सभी REEs आमतौर पर अलग-अलग मात्रा में पाए जा सकते हैं। किसी भी खनिज जमा। अपवाद स्कैंडियम हैं, जो आमतौर पर अन्य आरईई से अलग पाए जाते हैं, और प्रोमेथियम, एक अस्थिर रेडियोधर्मी तत्व है जो केवल अन्य तत्वों के विखंडन से उत्पन्न होता है और इस प्रकार स्वाभाविक रूप से नहीं होता है।

आरईई उत्पादन में चीन का वर्चस्व 1980 के दशक में शुरू हुआ, और 1990 के दशक तक दुनिया में लगभग सभी उत्पादन बंद हो गए थे। सस्ती लागत और प्रदूषण नियंत्रण और शमन के लिए थोड़ी चिंता के कारण चीन कम लागत पर आरईई का उत्पादन कर सकता है। इसके अलावा, उत्तरी चीन में निर्माता लौह अयस्क खनन के उप-उत्पाद के रूप में LREE को निकाल सकते हैं, उत्पादन लागत को और भी कम कर सकते हैं। अंत में, MREEs और HREEs (M / HREEs) दक्षिणी चीन में लेटराइट क्लैस या आयन सोखना क्ले के रूप में खोजे गए, एक प्रकार का भूगर्भिक गठन जो दुनिया में अद्वितीय हो सकता है। अपेक्षाकृत कम सांद्रता में उनकी घटना के बावजूद एम / एचआरईई के आसान उत्पादन के लिए अनुमति दी गई इन क्ले की प्रकृति और कुछ आदिम साधन शुरू में उनका शोषण करते थे।