У смітті знайдено "скарби" Землі: запас рідкісноземельних елементів оцінюють у 100 млрд

У 2024 році геологи підрахували, що зола, яка утворюється під час спалювання вугілля на електростанціях, що працюють на викопному паливі, може містити рідкісноземельні елементи вартістю до 165 мільярдів доларів США. Причому, матеріали на суму до 97 мільярдів доларів можуть бути реально вилучені, пише Science Alert.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

На думку команди геологів з Техаського університету в Остіні, робота з вилучення цих елементів може забезпечити США власним джерелом цих критично важливих елементів. Така кількість елементів може забезпечити США власним джерелом критично важливих елементів, позбавивши необхідності важкого видобутку або залежності від імпорту.

За словами геолога Бріджит Скенлон зі Школи геологічних наук імені Джексона, відкриття наочно демонструє принцип "зі сміття в скарби". По суті, вчені намагаються замкнути цикл: використовувати відходи і витягувати з них ресурси, водночас знижуючи вплив на навколишнє середовище.

Рідкісноземельні елементи — група з 17 елементів, що включає 15 лантаноїдів періодичної таблиці, а також ітрій і скандій. У США ці елементи класифікують як критично важливі мінерали, вони мають вирішальне значення для сотень галузей промисловості та технологій.

Скарби в смітті

У США не так багато власних запасів рідкісноземельних елементів. Натомість країна майже повністю залежить від імпорту, близько 70% з них надходить з Китаю. Водночас недавні дослідження показують, що існує невикористане родовище рідкісноземельних елементів, приховане на видноті: 52 мільярди тонн вугільних зольних відходів, вироблених американськими електростанціями з 1950-х років.

Вугілля — давня скам'яніла рослинна речовина — не є чистою, а вбирає слідові кількості інших матеріалів, утворюючись і тверднучи протягом століть. На жаль, ці слідові кількості настільки малі, що не виправдовують зусиль з їх вилучення.

Однак під час спалювання вугілля відбувається щось цікаве: горючі компоненти вугілля, такі як вуглець, водень і сірка, згорають у вигляді газів, залишаючи негорючі компоненти. До них належать глинисті мінерали, кварц і рідкісноземельні елементи.

Оскільки більша частина маси вугілля перетворюється на дим, концентрація рідкісноземельних елементів у скловидній золі, що залишилася, в 4-10 разів вища, ніж у незгорілому вугіллі. Ці концентрації значно нижчі, ніж у промислових рудах. Однак переробка вугільної золи не вимагає додаткових витрат на видобуток, що вельми перспективно.

Які запаси рідкісноземельних елементів у золі?

У новому дослідженні під керівництвом Скенлона і геолога Роберта Ріді вчені зібрали дані, зібрані за десятиліття, про склад золи, ефективність вилучення і місця зберігання відходів по всій території США.

За оцінками, у період з 1985 по 2021 рік у доступних вугільних зольних відкладеннях може перебувати 11 мільйонів тонн рідкісноземельних елементів. Для порівняння, це майже у вісім разів перевищує поточні запаси США. У теорії загальна цінність цих елементів становить близько 56 мільярдів доларів. Залежно від родовища, доступно від 30% до 70% цієї вугільної золи, що знижує загальну цінність доступної золи до 14 мільярдів доларів.

Дослідники визначили, що вартість лантаноїдів, які можна витягти з цієї доступної вугільної золи, становить до 8,4 мільярда доларів. Однак додавання ітрію та скандію, за словами вчених, різко збільшує фінальну цифру до 165 мільярдів доларів, з яких 97 мільярдів доларів є такими, що можна витягти.

Зазначимо, що ці дані здебільшого теоретичні, а методи вилучення все ще вивчаються вченими. Однак перспективи настільки великі, що вчені та уряд США серйозно ставляться до цих можливостей.

Нагадаємо, раніше ми писали про те, що унікальні властивості можна змінювати: фізики зробили нове відкриття про рідкісноземельні елементи.

Раніше Фокус писав про те, що вчені виявили, де на Землі заховані рідкісноземельні елементи.