حجم خاکستر زغال‌سنگ انباشته شده در آمریکا که پس از سوزاندن این ماده معدنی باقی می‌ماند، از دهه‌ها پیش تاکنون به شدت افزایش یافته است. تحقیقات جدید انجام شده توسط دانشگاه آستین تگزاس نشان می‌دهد که حجم ذخایر خاکستر زغال‌سنگ انباشته شده در آمریکا، حاوی مقادیر زیادی از عناصر نادر خاکی بوده و مقدار آن به حدی است که دیگر نیاز نخواهد بود عناصر نادر خاکی مورد نیاز در بازار از طریق استخراج از معادن جدید در آمریکا تامین شود.

به گزارش پایگاه خبری و تحلیلی «فلزات‌آنلاین» و به‌ نقل از وب‌سایت دانشگاه آستین تگزاس، بریجت اسکانلون، نویسنده و استاد پژوهشی فعال در دانشکده زمین‌شناسی اقتصادی دانشگاه مذکور، بیان کرد: معنی اصطلاح «آنچه برای یکی بی ارزش باشد، برای دیگری با ارزش است»، اکنون با یافته‌های جدید تحقیقاتی بیشتر از قبل ملموس‌تر شده است.

به گفته وی، محققان در این دانشگاه در تلاش هستند تا با استفاده از خاکستر زغال‌سنگ انباشته شده و تنها با استفاده از باطله‌های معدنی، عناصر نادر خاکی را استخراج کنند و در عین حال اثرات منفی زیست‌‌محیطی را کاهش دهند.

لازم به ذکر است که عناصر نادر خاکی، گروهی از ۱۷ عنصر کمیاب هستند که در تولید ابزارهای فناورمحور به کار می‌روند. همچنین از این عناصر در گذار به انرژی‌های تجدیدپذیر و در ساخت پنل‌های خورشیدی، باتری‌ها، آهنرباهای دائمی و سایر فناوری‌های مرتبط با بخش انرژی استفاده می‌شود.

گفتنی است ایالات متحده آمریکا تقریبا به طور کامل برای تامین عناصر نادر خاکی مورد نیاز خود به واردات متکی است. بر همین اساس، حدود ۷۵ درصد از این عناصر از مبدا چین به آمریکا صادر می‌شود. با توجه به اینکه دولت چین در اواخر سال ۲۰۲۳ محدودیت‌هایی بر روند صادرات برخی از عناصر نادر خاکی اعمال کرد، این مسئله موجب شد که زنجیره‌ تامین این عناصر در جهان که وابسته به این کشور است، با مشکلی جدید مواجه شود.

یافته‌های جدید نشان می‌دهد که می‌توان حدود ۱۱ میلیون تن عناصر نادر خاکی از خاکستر زغال‌سنگ انباشته شده در ایالات متحده آمریکا استخراج کرد. رقم اعلام شده، حدود هشت برابر بیشتر از حجم فعلی عناصر نادر خاکی موجود در انبار ذخایر ایالات متحده آمریکاست.

گفتنی است این نخستین تحقیقاتی بوده که به منظور ارزیابی حجم خاکستر زغال‌سنگ انباشته شده در آمریکا صورت پذیرفته است. محققان دانشگاه آستین تگزاس، ارزش ۱۱ میلیون تن عناصر نادر خاکی‌ای که از خاکستر زغال‌سنگ انباشته شده قابل استخراج است را حدود ۸٫۴ میلیارد دلار تخمین زده‌اند.

در رابطه با این تحقیقات انجام شده، باید اعلام کرد که نتایج به دست آمده در مجله تخصصی «International Journal of Coal Science & Technology» منتشر شده است. همچنین، وزارت انرژی ایالات متحده آمریکا نیز اعلام کرده از نتایج تحقیقات انجام شده از سوی دانشگاه آستین تگزاس برای انجام ارزیابی خود از ذخایر خاکستر زغال‌سنگ انباشته شده در آمریکا استفاده خواهد کرد.

میزان خاکستر زغال‌سنگ قابل دسترس در بخش تولید برق آمریکا

داوین باگدوناس، یکی از استادان دانشگاه وایومینگ آمریکا در همین خصوص مطرح کرد: اگرچه میزان استخراج عناصر نادر خاکی از خاکستر زغال‌سنگ انباشته شده در مقایسه با استخراج این عناصر از معادن کمتر است اما با این حال، این امکان که می‌توان از باطله‌های خاکستر زغال‌سنگ مصرف شده به راحتی عناصر نادر خاکی را استخراج کرد، مزیتی است که نباید کم‌ارزش تلقی شود.

وی در ادامه تاکید کرد: حجم بسیار زیادی از خاکستر زغال‌سنگ انباشته شده در سراسر آمریکا وجود دارد. اقدامات اولیه نیز برای آغاز روند استخراج عناصر نادر خاکی از معادن این کشور از قبل به انجام رسیده است.

طبق یافته‌های اولیه به دست آمده، محققان دانشگاه آستین تگزاس دریافتند که حدود ۷۰ درصد از خاکستر زغال‌سنگ مصرف شده طی سال‌های ۱۹۸۵ تا ۲۰۲۱، به طور با‌لقوه امکان بازیافت را دارند. لازم به ذکر است که حجم بالایی از خاکستر زغال‌سنگ در محل‌های دفن زباله، حوضچه‌های آب خشک شده و انبارهای ذخیره‌سازی در آمریکا انباشته شده است. طبق گزارش‌های منتشر شده، بخشی از خاکستر زغال‌سنگ در آمریکا در صنایعی مانند تولید سیمان و راهسازی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

می‌توان عنوان کرد که خاکستر زغال‌سنگ، حاوی مقادیر مختلفی از عناصر نادر خاکی بسته به مبدا تولید و استخراج این ماده معدنی است. به عنوان مثال، خاکستر زغال‌سنگ که محل انباشت آن حوزه آبخیز آپالاشی واقع در شرق ایالات متحده آمریکا بوده، حاوی بالاترین مقادیر عناصر نادر خاکی با میانگین ارزش ۴۳۱ میلی‌گرم در هر کیلوگرم است. طبق ارزیابی‌های انجام شده، تنها ۳۰ درصد از عناصر نادر خاکی موجود در خاکستر زغال‌سنگ انباشته شده در حوزه آبخیز آپالاشی واقع در شرق ایالات متحده آمریکا قابل استخراج است. در مقابل، حجم بالایی از خاکستر زغال‌سنگ که محل انباشت آن حوزه آبخیز «Powder River» بوده، دارای کمترین مقدار ​​عناصر نادر خاکی قابل استخراج با میانگین ۲۶۴ میلی‌گرم در هر کیلوگرم است؛ با این تفاوت که حدود ۷۰ درصد از خاکستر زغال‌سنگ انباشته شده در آن قابلیت بازیافت دارد. ناگفته نماند بیشتر نتایج به دست آمده از تحقیقات انجام شده، مربوط به استخراج عناصر نادر خاکی از خاکستر زغال‌سنگ هنوز در فاز آزمایشگاهی قرار دارد.

باگدوناس در همین رابطه عنوان کرد: دانشگاه آستین تگزاس با همکاری آزمایشگاه ملی فناوری انرژی وابسته با وزارت انرژی آمریکا قصد دارد عناصر نادر خاکی موجود در خاکستر زغال‌سنگ انباشته شده واقع در حوزه آبخیز «Powder River» را استخراج کند.

وی ابراز کرد: داده‌های اولیه ارائه شده در این مطالعه می‌تواند در ایجاد بازار گسترده‌تری در خصوص استفاده از خاکستر زغال‌سنگ به عنوان منبع تامین عناصر نادر خاکی تاثیر چشمگیری داشته باشد.

تخمین میزان استخراج عناصر نادر خاکی از خاکستر زغال‌سنگ انباشته شده در آمریکا

به گفته وی، چنین تحقیقاتی با این گستردگی تاکنون برای استخراج عناصر نادر خاکی از باطله‌های معدنی صورت نپذیرفته است و شرکت‌های فعال در بخش معدن آمریکا می‌توانند از نتایج اولیه این تحقیقات در سطح گسترده‌تری استفاده کنند.

کریس یانگ، مدیر ارشد استراتژی شرکت «Element US»، به عنوان شرکتی که در زمینه استخراج عناصر نادر خاکی از باطله‌های معدنی و فلزی فعالیت دارد، خاطرنشان کرد: نتایج مطالعات انجام شده نشان‌ می‌دهد که می‌توان از خاکستر زغال‌سنگ انباشته شده به عنوان یک منبع بزرگ تامین عناصر نادر خاکی استفاده کرد.

به گفته وی، تنها چالش‌ موجود برای قدم گذاشتن در این مسیر، پرورش نیروی کار و ایجاد زیرساخت‌های لازم برای استخراج عناصر خاکی کمیاب و سایر مواد معدنی حیاتی از خاکستر زغال‌سنگ و دیگر باطله‌های معدنی و فلزی است.

مدیر ارشد استراتژی شرکت «Element US» تصریح کرد: ایده استخراج عناصر کمیاب خاکی از باطله‌های معدنی، ایده بسیار جالب و منطقی‌ای به نظر می‌رسد که نیازمند فراهم کردن شرایط برای حرکت به سمت تجاری‌سازی انبوه است.

یانگ یادآور شد: شرکت «Element US» در حال انتقال آزمایشگاه و تجهیزات موجود در آن به شهر آستین در ایالت تگزاس است تا بتواند از تخصص این دانشگاه در بخش معدن بهره ببرد و بتواند تجربیات خود در بخش عناصر نادر خاکی را به دانشجویانی که تمایل به انجام تحقیقات در این زمینه دارند، انتقال دهد.

وی در پایان بیان کرد: همکاری میان شرکت و دانشگاه آستین تگزاس، بیشتر بر روی فرآوری و جداسازی عناصر نادر خاکی از باطله‌های معدنی و فلزی معطوف شده است.

انتهای پیام//