Yaliyomo ya vitu adimu vya ardhi kwenye majivu ya makaa ya mawe ya Amerika yanaonyesha kuwa makaa ya mawe yaliyotengenezwa kutoka Milima ya Appalachia inaweza kuwa goose ya dhahabu ya methali kwa vifaa ngumu kupata ni muhimu kwa nishati safi na teknolojia zingine zinazoibuka.

Baada ya kumwagika kwa majivu ya makaa ya mawe mwaka 2014 katika Mto Dan wa North Carolina kutoka kwa bomba la mifereji ya maji lililopasuka, swali la nini cha kufanya na mabwawa ya uhifadhi wa kuzeeka kwa taifa na taka ya majivu ya makaa ya mawe ya baadaye imekuwa mada ya ubishani.

Wazo moja haswa la ujasiriamali ni kutoa kinachojulikana kama "muhimu" vitu vya nadra kama vile neodymium, europium, terbium, dysprosium, yttrium, na erbium kutoka kwa makaa ya mawe yaliyowaka. Idara ya Nishati imeainisha metali hizi adimu ulimwenguni kama kipaumbele kwa matumizi yao katika nishati safi na teknolojia zingine zinazoibuka. Lakini ni kiasi gani cha vitu hivi vilivyomo katika vyanzo tofauti vya majivu ya makaa ya mawe huko Merika hayajawahi kuchunguzwa.

Sehemu kwa milioni

Watafiti kutoka Chuo Kikuu cha Duke walipima yaliyomo kwenye vitu vya nadra vya ulimwengu katika sampuli za majivu ya makaa ya mawe inayowakilisha kila chanzo kikuu cha makaa ya mawe huko Merika. Waliangalia pia ni kiasi gani cha vitu hivi vinaweza kutolewa kutoka kwa majivu kwa kutumia mbinu ya kawaida ya viwandani.

Matokeo, yaliyochapishwa mkondoni kwenye jarida hilo Sayansi ya Mazingira na Teknolojia, Onyesha kwamba makaa ya mawe kutoka Milima ya Appalachi ina vitu vya nadra zaidi duniani. Walakini, ikiwa teknolojia za uchimbaji zilikuwa za bei ya kutosha, kuna vitu vingi vya nadra vya ardhi vinavyopatikana katika vyanzo vingine pia.

"Idara ya Nishati inawekeza dola milioni 20 katika utafiti juu ya teknolojia za uchimbaji wa taka za makaa ya mawe, na kwa kweli kuna vitu vya nadra vya mabilioni ya dola vilivyomo kwenye majivu ya makaa ya mawe ya nchi yetu," anasema Heileen Hsu-Kim, profesa mshirika wa serikali na uhandisi wa mazingira.

"Ikiwa mpango ungesonga mbele, wangetaka wazi kuchukua majivu ya makaa ya mawe na kiwango cha juu zaidi cha vitu vya nadra vya ardhi, na kazi yetu ni utafiti wa kwanza kamili kuanza kuchunguza chaguzi."

Watafiti walichukua sampuli za majivu ya makaa ya mawe kutoka kwa mimea ya umeme iliyoko Amerika Midwest ambayo huwaka makaa ya mawe kutoka kote nchini, pamoja na vyanzo vitatu vikubwa: Milima ya Appalachian, kusini na magharibi mwa Illinois, na Bonde la Mto wa Powder huko Wyoming na Montana. Yaliyomo kwenye vitu vya nadra vya ardhi hapo hapo ilijaribiwa kwa kutumia asidi ya hydrofluoric, ambayo ina nguvu na ufanisi zaidi kuliko njia za viwandani, lakini ni hatari sana kutumia kwa kiwango kikubwa.

Matokeo yalionyesha kuwa majivu yaliyokusanywa kutoka makaa ya mawe ya Mlima wa Appalachi yana kiwango cha juu zaidi cha vitu vya nadra duniani kwa miligramu 591 kwa kilo (au sehemu kwa milioni). Jivu kutoka Illinois na Bonde la Mto wa Poda lina 403 mg / kg na 337 mg / kg, mtawaliwa.

Njia ya kurejesha inahitajika

Watafiti kisha walitumia mbinu ya kawaida ya uchimbaji wa viwandani iliyo na asidi ya nitriki ili kuona ni kiasi gani cha vitu adimu vya ulimwengu vinaweza kupatikana. Jivu la makaa ya mawe kutoka Milima ya Appalachi liliona asilimia ya chini kabisa ya uchimbaji, wakati majivu kutoka Bonde la Mto wa Poda yaliona ya juu zaidi. Hsu-Kim anafikiria hii inaweza kuwa ni kwa sababu vitu vya nadra vya ardhi kwenye majivu ya makaa ya mawe ya Appalachia vimefungwa ndani ya tumbo la glasi la silicates za aluminium, ambayo asidi ya nitriki haina kuyeyuka vizuri.

"Sababu moja ya kuchukua majivu ya makaa ya mawe kutoka Milima ya Appalachia itakuwa kwa yaliyomo kwenye nadra, lakini italazimika kutumia njia ya kupona isipokuwa asidi ya nitriki," Hsu-Kim anasema. "Kwa mradi wowote wa baadaye kuanza programu ya uchimbaji, njia ya urejeshi itahitaji kulengwa na kemia maalum ya majivu ya makaa ya mawe yanayotumika."

Watafiti pia walijaribu "kuchoma" majivu ya makaa ya mawe na wakala wa alkali kabla ya kuyayeyusha na asidi ya nitriki. Ingawa mchakato huo haukuboreshwa kwa sababu za kupona, vipimo vilionyesha uboreshaji mkubwa katika ufanisi wa uchimbaji.

"Vitendanishi tulivyotumia labda ni ghali sana kutumia kwa kiwango cha viwanda, lakini kuna kemikali nyingi zinazofanana," Hsu-Kim anasema. "Ujanja huo ni kuchunguza chaguzi zetu na teknolojia zinazoendelea ili kupunguza gharama. Kwa njia hiyo tunaweza kugundua rasilimali hii kubwa ambayo kwa sasa imekaa tu kwenye mabwawa ya kutupa. ”

Sayansi ya Kitaifa ya Foundation, Utafiti wa Mazingira na Msingi wa Elimu, na Jumuiya ya Makaa ya mawe ya Amerika ilifadhili kazi hiyo.

chanzo: Chuo Kikuu cha Duke

Vitabu kuhusiana

at InnerSelf Market na Amazon