sumber: AZO Mining

Apa itu Unsur Tanah Jarang dan Di Mana Mereka Ditemukan?

Unsur tanah jarang (REE) terdiri dari 17 unsur logam, yang terdiri dari 15 lantanida pada tabel periodik:

Lantanum

Serium

Praseodimium

Neodimium

Prometium

Samaria

Eropa

Gadolinium

Terbium

Disprosium

Asam holmium

Erbium

Tulium

Iterbium (Yerbium spp.)

Utesium

Skandium

Itrium

Kebanyakan dari mereka tidak selangka seperti yang tersirat dalam nama golongan tersebut tetapi diberi nama pada abad ke-18 dan 19, dibandingkan dengan unsur 'tanah' lain yang lebih umum seperti kapur dan magnesia.

Serium merupakan REE yang paling umum dan lebih melimpah daripada tembaga atau timbal.

Namun, dalam istilah geologi, REE jarang ditemukan dalam endapan terkonsentrasi karena lapisan batu bara, misalnya, membuatnya sulit ditambang secara ekonomi.

Sebaliknya, mereka ditemukan dalam empat jenis batuan utama yang tidak umum; karbonatit, yang merupakan batuan beku tidak umum yang berasal dari magma kaya karbonat, tatanan beku basa, endapan lempung penyerap ion, dan endapan placer pembawa monasit-xenotime.

Tiongkok Menambang 95% Elemen Tanah Jarang untuk Memenuhi Permintaan Gaya Hidup Berteknologi Tinggi dan Energi Terbarukan

Sejak akhir tahun 1990-an, Cina telah mendominasi produksi REE, memanfaatkan endapan lempung penyerap ion miliknya sendiri, yang dikenal sebagai 'Tanah Liat Cina Selatan'.

Bagi China, hal ini ekonomis karena endapan tanah liat mudah untuk diekstraksi REE-nya dengan menggunakan asam lemah.

Unsur tanah jarang digunakan untuk semua jenis peralatan berteknologi tinggi, termasuk komputer, pemutar DVD, telepon seluler, lampu, serat optik, kamera dan speaker, dan bahkan peralatan militer, seperti mesin jet, sistem kendali rudal, satelit, dan pertahanan antirudal.

Salah satu tujuan Perjanjian Iklim Paris 2015 adalah membatasi pemanasan global hingga di bawah 2 ˚C, lebih baik 1,5 ˚C, pada tingkat pra-industri. Hal ini telah meningkatkan permintaan akan energi terbarukan dan mobil listrik, yang juga membutuhkan REE untuk beroperasi.

Pada tahun 2010, Tiongkok mengumumkan akan mengurangi ekspor REE untuk memenuhi peningkatan permintaannya sendiri, tetapi juga mempertahankan posisi dominannya dalam memasok peralatan berteknologi tinggi ke seluruh dunia.

China juga memiliki posisi ekonomi yang kuat untuk mengendalikan pasokan REE yang dibutuhkan untuk energi terbarukan seperti panel surya, turbin tenaga angin dan pasang surut, serta kendaraan listrik.

Proyek Penangkapan Unsur Tanah Jarang Pupuk Fosfogipsum

Fosfogipsum merupakan produk sampingan pupuk dan mengandung unsur radioaktif alami seperti uranium dan thorium. Karena alasan ini, fosfor disimpan tanpa batas waktu, yang berisiko mencemari tanah, udara, dan air.

Oleh karena itu, para peneliti di Universitas Negeri Pennsylvania telah merancang pendekatan bertingkat menggunakan peptida rekayasa, rangkaian pendek asam amino yang dapat secara akurat mengidentifikasi dan memisahkan REE menggunakan membran yang dikembangkan secara khusus.

Karena metode pemisahan tradisional tidak memadai, proyek ini bertujuan untuk merancang teknik, bahan, dan proses pemisahan baru.

Desainnya dipimpin oleh pemodelan komputasional, yang dikembangkan oleh Rachel Getman, peneliti utama dan profesor madya teknik kimia dan biomolekuler di Clemson, dengan peneliti Christine Duval dan Julie Renner, yang mengembangkan molekul yang akan menempel pada REE tertentu.

Greenlee akan melihat bagaimana mereka berperilaku di air dan akan menilai dampak lingkungan dan berbagai potensi ekonomi di bawah berbagai desain dan situasi pengoperasian.

Profesor teknik kimia Lauren Greenlee, mengklaim bahwa: “saat ini, diperkirakan 200.000 ton unsur tanah jarang terperangkap dalam limbah fosfogipsum yang belum diolah di Florida saja.”

Tim mengidentifikasi bahwa pemulihan tradisional dikaitkan dengan hambatan lingkungan dan ekonomi, dimana pemulihan saat ini dilakukan dari bahan komposit, yang memerlukan pembakaran bahan bakar fosil dan padat karya.

Proyek baru ini akan difokuskan pada pemulihan secara berkelanjutan dan dapat diluncurkan dalam skala lebih besar demi manfaat lingkungan dan ekonomi.

Jika proyek ini berhasil, hal itu juga dapat mengurangi ketergantungan AS terhadap China dalam menyediakan unsur tanah jarang.

Pendanaan Proyek Yayasan Sains Nasional

Proyek Penn State REE didanai oleh hibah empat tahun sebesar $571.658, dengan total $1,7 juta, dan merupakan kolaborasi dengan Universitas Case Western Reserve dan Universitas Clemson.

Cara Alternatif untuk Memulihkan Elemen Tanah Jarang

Pemulihan RRE biasanya dilakukan menggunakan operasi skala kecil, umumnya melalui pelindian dan ekstraksi pelarut.

Meskipun prosesnya sederhana, pelindian memerlukan sejumlah besar reagen kimia berbahaya, sehingga tidak diinginkan secara komersial.

Ekstraksi pelarut merupakan teknik yang efektif tetapi tidak terlalu efisien karena memerlukan banyak tenaga kerja dan memakan waktu.

Cara umum lain untuk memulihkan REE adalah melalui penambangan agro, juga dikenal sebagai penambangan elektronik, yang melibatkan pengangkutan limbah elektronik, seperti komputer lama, telepon, dan televisi dari berbagai negara ke China untuk ekstraksi REE.

Menurut Program Lingkungan PBB, lebih dari 53 juta ton limbah elektronik dihasilkan pada tahun 2019, dengan sekitar $57 miliar bahan baku yang mengandung REE dan logam.

Meskipun sering disebut-sebut sebagai metode daur ulang material yang berkelanjutan, metode ini bukan tanpa serangkaian masalah tersendiri yang masih perlu diatasi.

Agromining membutuhkan banyak ruang penyimpanan, pabrik daur ulang, pembuangan limbah TPA setelah pemulihan REE, dan melibatkan biaya transportasi, yang memerlukan pembakaran bahan bakar fosil.

Proyek Universitas Negeri Pennsylvania memiliki potensi untuk mengatasi beberapa masalah yang terkait dengan metode pemulihan REE tradisional jika dapat memenuhi tujuan lingkungan dan ekonominya sendiri.

---

Waktu posting: 04-Jul-2022