दुर्लभ पृथ्वी तत्वों का पुनर्चक्रण कठिन है। विज्ञान इसे आसान बनाने की कोशिश कर रहा है

जनता से रिश्ता वेबडेस्क। आपका आधुनिक जीवन दुर्लभ पृथ्वी तत्वों पर निर्भर करता है, और किसी दिन हमारे पास बढ़ती मांग को पूरा करने के लिए पर्याप्त नहीं होगा।

अपने विशेष गुणों के कारण, ये 17 धात्विक तत्व कंप्यूटर स्क्रीन, सेल फोन और अन्य इलेक्ट्रॉनिक्स, कॉम्पैक्ट फ्लोरोसेंट लैंप, मेडिकल इमेजिंग मशीन, लेजर, फाइबर ऑप्टिक्स, पिगमेंट, पॉलिशिंग पाउडर, औद्योगिक उत्प्रेरक - सूची में और आगे बढ़ते हैं। (एसएन ऑनलाइन: 1/16/23)। विशेष रूप से रेयर अर्थ दुनिया को कम या शून्य कार्बन वाले भविष्य की ओर ले जाने के लिए आवश्यक इलेक्ट्रिक वाहनों और नवीकरणीय ऊर्जा प्रौद्योगिकियों में उच्च शक्ति वाले मैग्नेट और रिचार्जेबल बैटरी का एक अनिवार्य हिस्सा हैं।

2021 में, दुनिया ने 280,000 मीट्रिक टन दुर्लभ पृथ्वी का खनन किया - लगभग 32 गुना जितना 1950 के दशक के मध्य में खनन किया गया था। और मांग केवल बढ़ने वाली है। विशेषज्ञों का अनुमान है कि 2040 तक हमें आज की तुलना में सात गुना अधिक रेयर अर्थ की आवश्यकता होगी।

उस भूख को संतुष्ट करना आसान नहीं होगा। दुर्लभ मृदा तत्व सांद्रित निक्षेपों में नहीं पाए जाते हैं। खनिकों को भारी मात्रा में अयस्क की खुदाई करनी चाहिए, दुर्लभ पृथ्वी को केंद्रित करने के लिए इसे भौतिक और रासायनिक प्रक्रियाओं के अधीन करना चाहिए, और फिर उन्हें अलग करना चाहिए। परिवर्तन ऊर्जा गहन और गंदा है, जिसमें जहरीले रसायनों की आवश्यकता होती है और अक्सर थोड़ी मात्रा में रेडियोधर्मी कचरे का उत्पादन होता है जिसे सुरक्षित रूप से निपटाया जाना चाहिए। एक और चिंता पहुंच की है: खनन और प्रसंस्करण दोनों पर चीन का लगभग एकाधिकार है; संयुक्त राज्य अमेरिका में सिर्फ एक सक्रिय खदान है

रेयर अर्थ द्वारा की जाने वाली अधिकांश नौकरियों के लिए कोई अच्छा विकल्प नहीं है। इसलिए भविष्य की मांग को पूरा करने और आपूर्ति को नियंत्रित करने वालों में विविधता लाने में मदद करने के लिए - और शायद रेयर अर्थ रिकवरी को "हरियाली" बनाने के लिए भी - शोधकर्ता पारंपरिक खनन के विकल्प की तलाश कर रहे हैं।

प्रस्तावों में कोयले के कचरे से धातुओं को निकालने से लेकर वास्तव में चंद्रमा के खनन जैसे विचारों तक सब कुछ शामिल है। लेकिन जिस तरीके से तत्काल प्रभाव पड़ने की संभावना है वह है पुनर्चक्रण। "पुनर्चक्रण एक बहुत ही महत्वपूर्ण और केंद्रीय भूमिका निभाने जा रहा है," आयोवा में एम्स नेशनल लेबोरेटरी और डिपार्टमेंट ऑफ़ एनर्जी के क्रिटिकल मैटेरियल्स इंस्टीट्यूट में सामग्री वैज्ञानिक इकेना नेलबेदिम कहते हैं। "यह कहना नहीं है कि हम महत्वपूर्ण सामग्री चुनौती से बाहर निकलने के तरीके को रीसायकल करने जा रहे हैं।"

फिर भी, दुर्लभ पृथ्वी चुंबक बाजार में, उदाहरण के लिए, अब से लगभग 10 वर्षों तक, कुछ अनुमानों के आधार पर, रीसाइक्लिंग दुर्लभ पृथ्वी की मांग के एक चौथाई हिस्से को पूरा कर सकता है। "वह बहुत बड़ा है," वे कहते हैं।

लेकिन इससे पहले कि एक पुराने लैपटॉप में दुर्लभ पृथ्वी को नियमित रूप से एक खाली सोडा कैन में एल्यूमीनियम के रूप में पुनर्नवीनीकरण किया जा सके, दूर करने के लिए तकनीकी, आर्थिक और तार्किक बाधाएं हैं।

रेयर अर्थ निकालना इतना चुनौतीपूर्ण क्यों है?

अधिक दुर्लभ पृथ्वी प्राप्त करने के लिए पुनर्चक्रण एक स्पष्ट तरीका लगता है। संयुक्त राज्य अमेरिका और यूरोप में लोहा, तांबा, एल्यूमीनियम, निकल और टिन जैसी अन्य धातुओं का 15 से 70 प्रतिशत तक पुनर्चक्रण करना मानक अभ्यास है। नेवादा विश्वविद्यालय, लास वेगास के एक आर्थिक भूविज्ञानी साइमन जोविट कहते हैं, फिर भी आज, पुराने उत्पादों में दुर्लभ पृथ्वी तत्वों का लगभग 1 प्रतिशत ही पुनर्नवीनीकरण किया जाता है।

"कॉपर वायरिंग को अधिक कॉपर वायरिंग में पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है। स्टील को और अधिक स्टील में पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है," वे कहते हैं। लेकिन बहुत सारे दुर्लभ पृथ्वी उत्पाद "स्वाभाविक रूप से बहुत पुन: प्रयोज्य नहीं हैं।"

टच स्क्रीन और इसी तरह के उत्पादों में दुर्लभ मिट्टी को अक्सर अन्य धातुओं के साथ मिश्रित किया जाता है, जिससे निष्कासन मुश्किल हो जाता है। कुछ मायनों में, फेंकी गई वस्तुओं से दुर्लभ पृथ्वी को पुनर्चक्रित करना उन्हें अयस्क से निकालने और उन्हें एक दूसरे से अलग करने की चुनौती जैसा दिखता है। पारंपरिक दुर्लभ पृथ्वी पुनर्चक्रण विधियों में भी हाइड्रोक्लोरिक एसिड और बहुत अधिक गर्मी जैसे खतरनाक रसायनों की आवश्यकता होती है, और इस प्रकार बहुत अधिक ऊर्जा होती है। पर्यावरण पदचिह्न के शीर्ष पर, दुर्लभ पृथ्वी की छोटी उपज को देखते हुए वसूली की लागत प्रयास के लायक नहीं हो सकती है। उदाहरण के लिए, एक हार्ड डिस्क ड्राइव में केवल कुछ ग्राम हो सकते हैं; कुछ उत्पाद केवल मिलीग्राम प्रदान करते हैं।

रसायनज्ञ और सामग्री वैज्ञानिक, हालांकि, बेहतर पुनर्चक्रण दृष्टिकोण विकसित करने की कोशिश कर रहे हैं। उनकी तकनीकों ने सूक्ष्म जीवों को काम करने के लिए रखा है, पारंपरिक तरीकों के एसिड को हटा दिया है या निष्कर्षण और पृथक्करण को बाईपास करने का प्रयास किया है।

माइक्रोबियल पार्टनर दुर्लभ पृथ्वी को रीसायकल करने में मदद कर सकते हैं

एक दृष्टिकोण सूक्ष्म भागीदारों पर निर्भर करता है। ग्लुकोनोबैक्टर बैक्टीरिया स्वाभाविक रूप से कार्बनिक एसिड का उत्पादन करते हैं जो दुर्लभ पृथ्वी को खींच सकते हैं, जैसे कि लान्थेनम और सेरियम, पेट्रोलियम रिफाइनिंग में इस्तेमाल किए गए उत्प्रेरक से या प्रकाश में इस्तेमाल होने वाले फ्लोरोसेंट फॉस्फोर से। इडाहो फॉल्स में इडाहो नेशनल लेबोरेटरी के बायोगेकेमिस्ट योशिको फुजिता कहते हैं, हाइड्रोक्लोरिक एसिड या अन्य पारंपरिक धातु-लीचिंग एसिड की तुलना में बैक्टीरिया एसिड कम पर्यावरणीय रूप से हानिकारक हैं। फुजिता क्रिटिकल मैटेरियल्स इंस्टिट्यूट में पुन: उपयोग और पुनर्चक्रण में अनुसंधान का नेतृत्व करती है