টেকসইভাবে দুর্লভ পৃথিবীর উপাদান খনির ভবিষ্যৎ

QQ截图20220303140202

সূত্র: AZO মাইনিং
বিরল পৃথিবীর উপাদানগুলি কী এবং কোথায় পাওয়া যায়?
বিরল পৃথিবী উপাদান (REEs) ১৭টি ধাতব উপাদান নিয়ে গঠিত, যা পর্যায় সারণিতে ১৫টি ল্যান্থানাইড দিয়ে গঠিত:
ল্যান্থানাম
সেরিয়াম
প্রাসিওডিয়ামিয়াম
নিওডিয়ামিয়াম
প্রোমিথিয়াম
সামারিয়াম
ইউরোপিয়াম
গ্যাডোলিনিয়াম
টারবিয়াম
ডিসপ্রোসিয়াম
হলমিয়াম
এর্বিয়াম
থুলিয়াম
ইটারবিয়াম
ইউটেটিয়াম
স্ক্যান্ডিয়াম
ইট্রিয়াম
এদের বেশিরভাগই গ্রুপের নাম অনুসারে বিরল নয়, তবে চুন এবং ম্যাগনেসিয়ার মতো অন্যান্য সাধারণ 'পৃথিবী' উপাদানের তুলনায় ১৮শ এবং ১৯শ শতাব্দীতে এদের নামকরণ করা হয়েছিল।
সেরিয়াম হল সবচেয়ে সাধারণ REE এবং তামা বা সীসার চেয়েও বেশি পরিমাণে পাওয়া যায়।
তবে, ভূতাত্ত্বিক দিক থেকে, ঘনীভূত আমানতে REE খুব কমই পাওয়া যায় কারণ উদাহরণস্বরূপ, কয়লা সীলগুলি খনন করা অর্থনৈতিকভাবে কঠিন করে তুলছে।
পরিবর্তে, এগুলি চারটি প্রধান অস্বাভাবিক শিলা প্রকারে পাওয়া যায়; কার্বোনেটাইট, যা কার্বনেট সমৃদ্ধ ম্যাগমা, ক্ষারীয় আগ্নেয় পরিবেশ, আয়ন-শোষণকারী কাদামাটির জমা এবং মোনাজাইট-জেনোটাইম-বাহক প্লেসার জমা থেকে প্রাপ্ত অস্বাভাবিক আগ্নেয় শিলা।
উচ্চ প্রযুক্তির জীবনধারা এবং নবায়নযোগ্য শক্তির চাহিদা মেটাতে চীন ৯৫% বিরল পৃথিবীর উপাদান খনন করছে
১৯৯০-এর দশকের শেষের দিক থেকে, চীন REE উৎপাদনে আধিপত্য বিস্তার করেছে, নিজস্ব আয়ন-শোষণকারী কাদামাটির আমানত ব্যবহার করে, যা 'দক্ষিণ চীন কাদামাটি' নামে পরিচিত।
চীনের জন্য এটি করা লাভজনক কারণ দুর্বল অ্যাসিড ব্যবহার করে কাদামাটির জমা থেকে REE নিষ্কাশন করা সহজ।
কম্পিউটার, ডিভিডি প্লেয়ার, সেল ফোন, আলো, ফাইবার অপটিক্স, ক্যামেরা এবং স্পিকার, এমনকি জেট ইঞ্জিন, ক্ষেপণাস্ত্র নির্দেশিকা ব্যবস্থা, উপগ্রহ এবং ক্ষেপণাস্ত্র-বিরোধী প্রতিরক্ষার মতো সামরিক সরঞ্জাম সহ সকল ধরণের উচ্চ প্রযুক্তির সরঞ্জামের জন্য বিরল পৃথিবীর উপাদান ব্যবহার করা হয়।
২০১৫ সালের প্যারিস জলবায়ু চুক্তির একটি লক্ষ্য হল বৈশ্বিক উষ্ণতা ২ ডিগ্রি সেলসিয়াসের নিচে, বিশেষ করে ১.৫ ডিগ্রি সেলসিয়াসের মধ্যে সীমাবদ্ধ রাখা, যা শিল্প-পূর্ব স্তরে ছিল। এর ফলে নবায়নযোগ্য শক্তি এবং বৈদ্যুতিক গাড়ির চাহিদা বেড়েছে, যার জন্য REE-এরও প্রয়োজন।
২০১০ সালে, চীন ঘোষণা করে যে তারা তাদের নিজস্ব চাহিদা বৃদ্ধির জন্য REE রপ্তানি কমাবে, কিন্তু বিশ্বের অন্যান্য অঞ্চলে উচ্চ প্রযুক্তির সরঞ্জাম সরবরাহের ক্ষেত্রে তাদের প্রভাবশালী অবস্থান বজায় রাখবে।
সৌর প্যানেল, বায়ু এবং জোয়ারের শক্তির টারবাইন, সেইসাথে বৈদ্যুতিক যানবাহনের মতো নবায়নযোগ্য শক্তির জন্য প্রয়োজনীয় REE-এর সরবরাহ নিয়ন্ত্রণ করার জন্য চীন একটি শক্তিশালী অর্থনৈতিক অবস্থানে রয়েছে।
ফসফোজিপসাম সার বিরল পৃথিবীর উপাদান ক্যাপচার প্রকল্প
ফসফোজিপসাম সারের একটি উপজাত এবং এতে প্রাকৃতিকভাবে উৎপাদিত তেজস্ক্রিয় উপাদান যেমন ইউরেনিয়াম এবং থোরিয়াম থাকে। এই কারণে, এটি অনির্দিষ্টকালের জন্য সংরক্ষণ করা হয়, যার ফলে মাটি, বায়ু এবং জল দূষণের ঝুঁকি থাকে।
অতএব, পেন স্টেট ইউনিভার্সিটির গবেষকরা ইঞ্জিনিয়ারড পেপটাইড ব্যবহার করে একটি বহু-পর্যায়ের পদ্ধতি তৈরি করেছেন, অ্যামিনো অ্যাসিডের সংক্ষিপ্ত স্ট্রিং যা একটি বিশেষভাবে উন্নত ঝিল্লি ব্যবহার করে REE গুলিকে সঠিকভাবে সনাক্ত এবং পৃথক করতে পারে।
যেহেতু ঐতিহ্যবাহী পৃথকীকরণ পদ্ধতি অপর্যাপ্ত, তাই প্রকল্পটির লক্ষ্য নতুন পৃথকীকরণ কৌশল, উপকরণ এবং প্রক্রিয়া তৈরি করা।
এই নকশাটি কম্পিউটেশনাল মডেলিং দ্বারা পরিচালিত, যা ক্লেমসনের রাসায়নিক ও জৈব-আণবিক প্রকৌশল বিভাগের প্রধান তদন্তকারী এবং সহযোগী অধ্যাপক র‍্যাচেল গেটম্যান দ্বারা তৈরি করা হয়েছে, তদন্তকারী ক্রিস্টিন ডুভাল এবং জুলি রেনারের সাথে, নির্দিষ্ট REE-এর সাথে সংযুক্ত অণুগুলি তৈরি করছেন।
গ্রিনলি পানিতে তারা কীভাবে আচরণ করে তা দেখবে এবং পরিবর্তনশীল নকশা এবং পরিচালনা পরিস্থিতিতে পরিবেশগত প্রভাব এবং বিভিন্ন অর্থনৈতিক সম্ভাবনার মূল্যায়ন করবে।
রাসায়নিক প্রকৌশল বিভাগের অধ্যাপক লরেন গ্রিনলি দাবি করেন যে: "আজ, শুধুমাত্র ফ্লোরিডাতেই আনুমানিক ২০০,০০০ টন বিরল পৃথিবী উপাদান অপ্রক্রিয়াজাত ফসফোজিপসাম বর্জ্যে আটকা পড়েছে।"
দলটি সনাক্ত করে যে ঐতিহ্যবাহী পুনরুদ্ধার পরিবেশগত এবং অর্থনৈতিক বাধাগুলির সাথে সম্পর্কিত, যার ফলে বর্তমানে এগুলি যৌগিক উপকরণ থেকে পুনরুদ্ধার করা হয়, যার জন্য জীবাশ্ম জ্বালানি পোড়ানো প্রয়োজন এবং শ্রম-নিবিড়।
নতুন প্রকল্পটি টেকসই উপায়ে এগুলি পুনরুদ্ধারের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করবে এবং পরিবেশগত ও অর্থনৈতিক সুবিধার জন্য এটি আরও বৃহত্তর পরিসরে চালু করা হতে পারে।
যদি প্রকল্পটি সফল হয়, তাহলে বিরল পৃথিবীর উপাদান সরবরাহের জন্য চীনের উপর মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের নির্ভরতাও কমাতে পারে।
জাতীয় বিজ্ঞান ফাউন্ডেশন প্রকল্পের তহবিল
পেন স্টেট REE প্রকল্পটি চার বছরের অনুদান $571,658 দ্বারা অর্থায়িত, যার মোট পরিমাণ $1.7 মিলিয়ন, এবং এটি কেস ওয়েস্টার্ন রিজার্ভ বিশ্ববিদ্যালয় এবং ক্লেমসন বিশ্ববিদ্যালয়ের সাথে একটি সহযোগিতা।
বিরল পৃথিবীর উপাদান পুনরুদ্ধারের বিকল্প উপায়
RRE পুনরুদ্ধার সাধারণত ছোট আকারের অপারেশন ব্যবহার করে করা হয়, সাধারণত লিচিং এবং দ্রাবক নিষ্কাশনের মাধ্যমে।
যদিও এটি একটি সহজ প্রক্রিয়া, লিচিংয়ের জন্য প্রচুর পরিমাণে বিপজ্জনক রাসায়নিক বিকারক প্রয়োজন, তাই বাণিজ্যিকভাবে এটি অবাঞ্ছিত।
দ্রাবক নিষ্কাশন একটি কার্যকর কৌশল কিন্তু খুব একটা দক্ষ নয় কারণ এটি শ্রমসাধ্য এবং সময়সাপেক্ষ।
REE পুনরুদ্ধারের আরেকটি সাধারণ উপায় হল কৃষিকাজের মাধ্যমে, যা ই-মাইনিং নামেও পরিচিত, যার মধ্যে REE নিষ্কাশনের জন্য বিভিন্ন দেশ থেকে চীনে পুরানো কম্পিউটার, ফোন এবং টেলিভিশনের মতো ইলেকট্রনিক বর্জ্য পরিবহন করা জড়িত।
জাতিসংঘের পরিবেশ কর্মসূচি অনুসারে, ২০১৯ সালে ৫৩ মিলিয়ন টনেরও বেশি ই-বর্জ্য উৎপন্ন হয়েছিল, যার মধ্যে প্রায় ৫৭ বিলিয়ন ডলারের কাঁচামাল ছিল REE এবং ধাতু।
যদিও প্রায়শই উপকরণ পুনর্ব্যবহারের একটি টেকসই পদ্ধতি হিসেবে প্রচার করা হয়, তবুও এর নিজস্ব কিছু সমস্যা নেই যা এখনও কাটিয়ে ওঠা প্রয়োজন।
কৃষিক্ষেত্রে প্রচুর পরিমাণে সংরক্ষণের জায়গা, পুনর্ব্যবহারযোগ্য উদ্ভিদ, REE পুনরুদ্ধারের পরে ল্যান্ডফিল বর্জ্যের প্রয়োজন হয় এবং পরিবহন খরচও জড়িত, যার জন্য জীবাশ্ম জ্বালানি পোড়ানো প্রয়োজন।
পেন স্টেট ইউনিভার্সিটি প্রকল্পের নিজস্ব পরিবেশগত এবং অর্থনৈতিক লক্ষ্য পূরণ করতে পারলে ঐতিহ্যবাহী REE পুনরুদ্ধার পদ্ধতির সাথে সম্পর্কিত কিছু সমস্যা কাটিয়ে ওঠার সম্ভাবনা রয়েছে।


পোস্টের সময়: জুলাই-০৪-২০২২