বিরল পৃথিবীর উপাদানগুলি বর্জ্যের জন্য অপেক্ষা করছে

সূত্র: ইউরেশিয়া রিভিউ

বিরল পৃথিবীর উপাদানগুলি পাওয়া কঠিন এবং পুনর্ব্যবহার করা কঠিন, তবে অন্তর্দৃষ্টির ঝলক রাইস ইউনিভার্সিটির বিজ্ঞানীদের একটি সম্ভাব্য সমাধানের দিকে নিয়ে গেছে।

রসায়নবিদ জেমস ট্যুরের রাইস ল্যাব রিপোর্ট করেছে যে এটি সফলভাবে বর্জ্য থেকে মূল্যবান রেয়ার আর্থ এলিমেন্টস (REE) উত্তোলন করেছে যা তাদের মুনাফা বাড়াতে নির্মাতাদের সমস্যা সমাধান করার জন্য যথেষ্ট উচ্চ ফলন করেছে।

ল্যাবের ফ্ল্যাশ জুল হিটিং প্রক্রিয়া, যে কোনও কঠিন কার্বন উত্স থেকে গ্রাফিন তৈরি করার জন্য বেশ কয়েক বছর আগে প্রবর্তিত হয়েছিল, এখন বিরল পৃথিবীর উপাদানগুলির তিনটি উত্স - কয়লা ফ্লাই অ্যাশ, বক্সাইট অবশিষ্টাংশ এবং ইলেকট্রনিক বর্জ্য - বিরল আর্থ ধাতু পুনরুদ্ধার করতে প্রয়োগ করা হয়েছে, যা চৌম্বক এবং ইলেকট্রনিক বৈশিষ্ট্য আধুনিক ইলেকট্রনিক্স এবং সবুজ প্রযুক্তির জন্য গুরুত্বপূর্ণ।

গবেষকরা বলছেন যে তাদের প্রক্রিয়াটি অনেক কম শক্তি ব্যবহার করে এবং উপাদানগুলিকে পুনরুদ্ধার করতে প্রায়শই ব্যবহৃত অ্যাসিডের প্রবাহকে পরিণত করে পরিবেশের প্রতি সদয়।

গবেষণাটি বিজ্ঞান অগ্রগতিতে প্রদর্শিত হয়।

বিরল পৃথিবীর উপাদান আসলে বিরল নয়।তাদের মধ্যে একটি, সেরিয়াম, তামার চেয়ে বেশি এবং সবগুলিই সোনার চেয়ে বেশি।কিন্তু এই 15টি ল্যান্থানাইড উপাদান, ইট্রিয়াম এবং স্ক্যান্ডিয়াম সহ, ব্যাপকভাবে বিতরণ করা হয় এবং খননকৃত উপকরণ থেকে নিষ্কাশন করা কঠিন।

"মার্কিন বিরল পৃথিবীর উপাদানগুলি খনি ব্যবহার করত, তবে আপনি প্রচুর তেজস্ক্রিয় উপাদানও পান," ট্যুর বলেছিলেন।“আপনাকে জল পুনরায় ঢোকানোর অনুমতি নেই, এবং এটি নিষ্পত্তি করতে হবে, যা ব্যয়বহুল এবং সমস্যাযুক্ত।যেদিন মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র সমস্ত বিরল আর্থ মাইনিং বন্ধ করে দিয়েছিল, বিদেশী উত্সগুলি তাদের দাম দশগুণ বাড়িয়েছিল।"

তাই ইতিমধ্যে যা খনন করা হয়েছে তা পুনর্ব্যবহার করার জন্য প্রচুর উত্সাহ রয়েছে, তিনি বলেছিলেন।এর বেশির ভাগই ফ্লাই অ্যাশের মধ্যে স্তূপ করা বা পুঁতে রাখা হয়, যা কয়লাভিত্তিক বিদ্যুৎকেন্দ্রের উপজাত।"আমাদের কাছে এটির পাহাড় রয়েছে," তিনি বলেছিলেন।"পোড়া কয়লার অবশিষ্টাংশ হল সিলিকন, অ্যালুমিনিয়াম, আয়রন এবং ক্যালসিয়াম অক্সাইড যা ট্রেস উপাদানগুলির চারপাশে কাঁচ তৈরি করে, তাদের নিষ্কাশন করা খুব কঠিন করে তোলে।"বক্সাইটের অবশিষ্টাংশ, কখনও কখনও লাল কাদা বলা হয়, অ্যালুমিনিয়াম উত্পাদনের বিষাক্ত উপজাত, যখন ইলেকট্রনিক বর্জ্য কম্পিউটার এবং স্মার্ট ফোনের মতো পুরানো ডিভাইস থেকে আসে।

যদিও এই বর্জ্যগুলি থেকে শিল্প নিষ্কাশনে সাধারণত শক্তিশালী অ্যাসিড দিয়ে লিচিং জড়িত থাকে, একটি সময়সাপেক্ষ, অ-সবুজ প্রক্রিয়া, রাইস ল্যাব ফ্লাই অ্যাশ এবং অন্যান্য উপকরণ (পরিবাহিতা বাড়াতে কার্বন ব্ল্যাকের সাথে মিলিত) প্রায় 3,000 ডিগ্রি সেলসিয়াস (5,432 ডিগ্রি ফারেনহাইট) গরম করে। ) এক সেকেন্ডের মধ্যে.প্রক্রিয়াটি বর্জ্যকে অত্যন্ত দ্রবণীয় "সক্রিয় REE প্রজাতিতে" পরিণত করে।

ট্যুর বলেন, ফ্ল্যাশ জুল হিটিং দ্বারা ফ্লাই অ্যাশের চিকিত্সা করা "কাঁচকে ভেঙে দেয় যা এই উপাদানগুলিকে আবদ্ধ করে এবং REE ফসফেটগুলিকে ধাতব অক্সাইডে রূপান্তর করে যা আরও সহজে দ্রবীভূত হয়।"শিল্প প্রক্রিয়াগুলি পদার্থ নিষ্কাশনের জন্য নাইট্রিক অ্যাসিডের 15-মোলার ঘনত্ব ব্যবহার করে;চাল প্রক্রিয়ায় হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিডের অনেক মৃদু 0.1-মোলার ঘনত্ব ব্যবহার করা হয় যা এখনও আরও বেশি উত্পাদন করে।

পোস্টডক্টরাল গবেষক এবং প্রধান লেখক বিং ডেং-এর নেতৃত্বে পরীক্ষায়, গবেষকরা ফ্ল্যাশ জুল হিটিং কয়লা ফ্লাই অ্যাশ (সিএফএ) খুঁজে পেয়েছেন শক্তিশালী অ্যাসিডে অপরিশোধিত সিএফএ লিচ করার তুলনায় খুব হালকা অ্যাসিড ব্যবহার করে বেশিরভাগ বিরল আর্থ উপাদানের ফলন দ্বিগুণেরও বেশি।

"কৌশলটি বিভিন্ন বর্জ্যের জন্য সাধারণ," বিং বলেছেন।"আমরা প্রমাণ করেছি যে একই অ্যাক্টিভেশন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে কয়লা ফ্লাই অ্যাশ, বক্সাইটের অবশিষ্টাংশ এবং ইলেকট্রনিক বর্জ্য থেকে REE পুনরুদ্ধারের ফলন উন্নত হয়েছে।"

প্রক্রিয়াটির সাধারণতা এটিকে বিশেষভাবে আশাব্যঞ্জক করে তোলে, বিং বলেন, প্রতি বছর লক্ষ লক্ষ টন বক্সাইটের অবশিষ্টাংশ এবং ইলেকট্রনিক বর্জ্যও তৈরি হয়।

"শক্তি বিভাগ নির্ধারণ করেছে যে এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রয়োজন যা সমাধান করা উচিত," ট্যুর বলেছেন।"আমাদের প্রক্রিয়া দেশকে বলে যে আমরা আর পরিবেশগতভাবে ক্ষতিকারক খনি বা বিরল পৃথিবীর উপাদানগুলির জন্য বিদেশী উত্সের উপর নির্ভরশীল নই।"