अमेरिका के कोयले ऐशों में दुर्लभ पृथ्वी तत्वों की सामग्री से पता चलता है कि एपलाचियन पहाड़ों से खनन किया जाने वाला कोयला स्वच्छ ऊर्जा और अन्य उभरती हुई प्रौद्योगिकियों के लिए महत्वपूर्ण कठिन सामग्री के लिए सुनहरे हंस के रूप में हो सकता है।
एक टूटे हुए जल निकासी पाइप से उत्तरी कैरोलिना के डैन नदी में 2014 के कोयले की राख के छींटे के मद्देनजर, देश के वृद्धावस्था प्रतिधारण तालाबों और भविष्य के कोयला राख कचरे के साथ क्या करना है का सवाल एक विवादास्पद विषय रहा है।
एक विशेष रूप से उद्यमशीलता का विचार तथाकथित "गंभीर" दुर्लभ पृथ्वी तत्वों जैसे कि नोडीमिअम, यूरोपियम, टेरबियम, डिस्प्रोसिम, येट्रियम, और जलाएले कोयले से एर्बिअम निकालना है। ऊर्जा विभाग ने इन वैश्विक स्तर पर दुर्लभ धातुओं को साफ ऊर्जा और अन्य उभरती हुई प्रौद्योगिकियों में उपयोग के लिए प्राथमिकता के रूप में पहचान की है। लेकिन अमेरिका में कोयले की राख के विभिन्न स्रोतों में इनमें से कितने तत्व शामिल हैं, इसका कभी पता नहीं चला था।
भाग प्रति दस लाख
ड्यूक विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने कोयले के नमूनों में दुर्लभ धरती तत्वों की सामग्री को संयुक्त राज्य में हर प्रमुख कोयला स्रोत का प्रतिनिधित्व करते हुए मापा। उन्होंने यह भी देखा कि आम औद्योगिक तकनीक का उपयोग करके इन तत्वों में से कितने राख निकाले जा सकते हैं।
परिणाम, पत्रिका में ऑनलाइन प्रकाशित पर्यावरण विज्ञान और प्रौद्योगिकीदिखाते हैं, एपलाचियन पर्वत से कोयला में सबसे दुर्लभ पृथ्वी तत्व हैं। हालांकि, अगर निष्कर्षण प्रौद्योगिकियां काफी सस्ता थीं, तो कई अन्य दुर्लभ पृथ्वी तत्व भी अन्य स्रोतों में पाए जाते हैं।
नागरिकों के सहयोगी प्रोफेसर हेलीन सू-किम कहते हैं, "ऊर्जा विभाग कोयले के अपशिष्ट पदार्थों के लिए निष्कर्षण प्रौद्योगिकियों पर अनुसंधान में $ 20 लाख का निवेश करना है, और हमारे देश के कोयला राख में निहित दुर्लभ पृथ्वी तत्वों का सचमुच अरबों डॉलर का मूल्य है" और पर्यावरण इंजीनियरिंग
"यदि कोई कार्यक्रम आगे बढ़ने के लिए होता है, तो वे स्पष्ट रूप से कोयले की ऐश को निकालने योग्य दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के साथ चुनना चाहते हैं, और हमारा काम विकल्पों का सर्वेक्षण शुरू करने के लिए पहला व्यापक अध्ययन है।"
शोधकर्ताओं ने उत्तरी अमेरिका के मिडवेस्ट में ज्यादातर बिजली संयंत्रों से कोयला राख के नमूनों का अधिग्रहण किया, जो पूरे देश में से तीन बड़े स्रोतों सहित कोलेज जलाते हैं: एपलाचियन पर्वत, दक्षिणी और पश्चिमी ईलिनोइस, और वायोमिंग और मोन्टाना में पाउडर नदी बेसिन दुर्लभ पृथ्वी तत्वों की सामग्री को तब हाइड्रोफ्लोरोरिक एसिड का उपयोग करके परीक्षण किया गया, जो औद्योगिक पद्धतियों की तुलना में अधिक मजबूत और अधिक कुशल है, लेकिन बड़े पैमाने पर उपयोग करने के लिए बहुत खतरनाक है।
परिणाम दिखाते हैं कि एपलाचियन माउन्टेन कोयले से एकत्र की राख में प्रति किलो X लाख (या प्रति मिलियन भागों) दुर्लभ पृथ्वी तत्वों की उच्चतम राशि है। इलिनोइस और पाउडर रिवर बेसिन से ऐश में क्रमशः 591 मिलीग्राम / किग्रा और 403 मिग्रा / किग्रा होता है।
रिकवरी विधि की आवश्यकता है
शोधकर्ताओं ने नाइट्रिक एसिड की विशेषता वाले एक सामान्य औद्योगिक निष्कर्षण तकनीक का उपयोग करके देखा कि दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को कितना बरामद किया जा सकता है। एपलाचियन पर्वत से कोयला राख को न्यूनतम निष्कर्षण प्रतिशत देखा गया, जबकि पाउडर रिवर बेसिन की राख ने उच्चतम देखा। हू-किम यह सोचते हैं कि यह हो सकता है क्योंकि एपलाचियन माउंटेन कोयला ऐश में दुर्लभ पृथ्वी के तत्वों को एल्यूमीनियम सिलिकेट्स के ग्लासी मैट्रिक्स के भीतर समझाया जाता है, जो नाइट्रिक एसिड बहुत अच्छी तरह भंग नहीं करता।
हू-किम कहते हैं, "ऐपलाचियन पर्वत से कोयला राख चुनने का एक कारण इसकी उच्च दुर्लभ पृथ्वी तत्व सामग्री के लिए होगा, लेकिन आपको नाइट्रिक एसिड के अलावा किसी वसूली पद्धति का उपयोग करना होगा," सु-किम कहते हैं। "किसी भी भविष्य के उपक्रम के लिए एक निष्कर्षण कार्यक्रम शुरू करने के लिए, वसूली पद्धति को कोयला राख के विशिष्ट रसायन विज्ञान के अनुरूप बनाया जाना चाहिए।"
शोधकर्ताओं ने नाइट्रिक एसिड के साथ इसे भंग करने से पहले क्षार एजेंट के साथ कोयला राख को "भुना हुआ" करने की कोशिश की। हालांकि वसूली के प्रयोजनों के लिए प्रक्रिया को अनुकूलित नहीं किया गया था, लेकिन परीक्षणों ने निकासी दक्षता में एक उल्लेखनीय सुधार दिखाया।
"हम इस्तेमाल अभिकर्मकों शायद एक औद्योगिक पैमाने पर उपयोग करने के लिए बहुत महंगा हैं, लेकिन कई समान रसायन हैं," सू-किम कहते हैं "यह चाल हमारे विकल्पों की खोज करेगी और प्रौद्योगिकियों के विकास की लागत को कम करेगी। इस तरह हम इस विशाल संसाधन में टैप कर सकते हैं जो वर्तमान में सिर्फ निपटान के तालाब में बैठे हैं। "
नेशनल साइंस फाउंडेशन, द पर्यावरण रिसर्च एंड एजुकेशन फाउंडेशन, और अमेरिकन कोयला ऐश असोसिएशन ने इस काम को वित्त पोषित किया है।
स्रोत: ड्यूक विश्वविद्यालय
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