ffynhonnell: AZO Mining

Beth yw Elfennau Prin y Ddaear a Ble Maen nhw i'w Cael?

Mae elfennau daear prin (REEs) yn cynnwys 17 elfen fetelaidd, wedi'u gwneud o 15 lanthanid ar y tabl cyfnodol:

Lanthanwm

Ceriwm

Praseodymiwm

Neodymiwm

Promethiwm

Samariwm

Ewropiwm

Gadoliniwm

Terbiwm

Dysprosiwm

Holmiwm

Erbiwm

Thwliwm

Ytterbiwm

Utetiwm

Scandiwm

Ytriwm

Nid yw'r rhan fwyaf ohonynt mor brin ag y mae enw'r grŵp yn ei awgrymu ond cawsant eu henwi yn y 18fed a'r 19eg ganrif, o'u cymharu ag elfennau 'daear' mwy cyffredin eraill fel calch a magnesia.

Ceriwm yw'r REE mwyaf cyffredin ac mae'n fwy niferus na chopr neu blwm.

Fodd bynnag, o ran daeareg, anaml y ceir REEs mewn dyddodion crynodedig gan fod gwythiennau glo, er enghraifft, yn eu gwneud yn anodd yn economaidd i'w cloddio.

Yn hytrach, fe'u ceir mewn pedwar prif fath anghyffredin o graig; carbonatitau, sef creigiau igneaidd anarferol sy'n deillio o fagmas cyfoethog mewn carbonad, lleoliadau igneaidd alcalïaidd, dyddodion clai sy'n amsugno ïonau, a dyddodion llewyrch monasit-xenotime-bearer.

Mae Tsieina yn Mwyngloddio 95% o Elfennau Prin y Ddaear i Fodloni'r Galw am Ffyrdd o Fyw Uwch-Dechnoleg ac Ynni Adnewyddadwy

Ers diwedd y 1990au, mae Tsieina wedi dominyddu cynhyrchu REE, gan ddefnyddio ei dyddodion clai amsugno ïonau ei hun, a elwir yn 'Clai De Tsieina'.

Mae'n economaidd i Tsieina wneud hynny oherwydd bod y dyddodion clai yn syml i echdynnu REEs o ddefnyddio asidau gwan.

Defnyddir elfennau daear prin ar gyfer pob math o offer uwch-dechnoleg, gan gynnwys cyfrifiaduron, chwaraewyr DVD, ffonau symudol, goleuadau, ffibr optig, camerâu a seinyddion, a hyd yn oed offer milwrol, fel peiriannau jet, systemau canllaw taflegrau, lloerennau, ac amddiffyniad gwrth-daflegrau.

Un o amcanion Cytundeb Hinsawdd Paris 2015 yw cyfyngu cynhesu byd-eang i lai na 2 ˚C, yn ddelfrydol 1.5 ˚C, lefelau cyn-ddiwydiannol. Mae hyn wedi cynyddu'r galw am ynni adnewyddadwy a cheir trydan, sydd hefyd angen REEs i weithredu.

Yn 2010, cyhoeddodd Tsieina y byddai'n lleihau allforion REE i fodloni ei chynnydd ei hun yn y galw, ond hefyd yn cynnal ei safle amlwg ar gyfer cyflenwi offer uwch-dechnoleg i weddill y byd.

Mae Tsieina hefyd mewn sefyllfa economaidd gref i reoli'r cyflenwad o ynni adnewyddadwy (REEs) sydd eu hangen ar gyfer ynni adnewyddadwy fel paneli solar, tyrbinau pŵer gwynt a llanw, yn ogystal â cherbydau trydan.

Prosiect Cipio Elfennau Prin y Ddaear Gwrtaith Ffosffogyswm

Mae ffosffogyswm yn sgil-gynnyrch gwrtaith ac mae'n cynnwys elfennau ymbelydrol sy'n digwydd yn naturiol fel wraniwm a thoriwm. Am y rheswm hwn, caiff ei storio am gyfnod amhenodol, gyda risgiau cysylltiedig o lygru pridd, aer a dŵr.

Felly, mae ymchwilwyr ym Mhrifysgol Penn State wedi dyfeisio dull aml-gam gan ddefnyddio peptidau wedi'u peiriannu, sef llinynnau byr o asidau amino a all adnabod a gwahanu REEs yn gywir gan ddefnyddio pilen a ddatblygwyd yn arbennig.

Gan fod dulliau gwahanu traddodiadol yn annigonol, nod y prosiect yw dyfeisio technegau, deunyddiau a phrosesau gwahanu newydd.

Mae'r dyluniad yn cael ei arwain gan fodelu cyfrifiadurol, a ddatblygwyd gan Rachel Getman, prif ymchwilydd ac athro cysylltiol peirianneg gemegol a biofoleciwlaidd yn Clemson, gyda'r ymchwilwyr Christine Duval a Julie Renner, yn datblygu'r moleciwlau a fydd yn glynu wrth REEs penodol.

Bydd Greenlee yn edrych ar sut maen nhw'n ymddwyn mewn dŵr ac yn asesu'r effaith amgylcheddol a gwahanol botensialau economaidd o dan sefyllfaoedd dylunio a gweithredu amrywiol.

Mae'r athro peirianneg gemegol Lauren Greenlee yn honni: “heddiw, amcangyfrifir bod 200,000 tunnell o elfennau daear prin wedi'u dal mewn gwastraff ffosffogyswm heb ei brosesu yn Florida yn unig.”

Mae'r tîm yn nodi bod adferiad traddodiadol yn gysylltiedig â rhwystrau amgylcheddol ac economaidd, lle maent yn cael eu hadfer ar hyn o bryd o ddeunyddiau cyfansawdd, sy'n gofyn am losgi tanwyddau ffosil ac sy'n llafurddwys.

Bydd y prosiect newydd yn canolbwyntio ar eu hadfer mewn ffordd gynaliadwy ac efallai y caiff ei gyflwyno ar raddfa fwy er budd amgylcheddol ac economaidd.

Os bydd y prosiect yn llwyddiannus, gallai hefyd leihau dibyniaeth yr Unol Daleithiau ar Tsieina am ddarparu elfennau daear prin.

Cyllid Prosiect Sefydliad Gwyddoniaeth Cenedlaethol

Mae prosiect REE Penn State wedi'i ariannu gan grant pedair blynedd o $571,658, sy'n gyfanswm o $1.7 miliwn, ac mae'n gydweithrediad â Phrifysgol Case Western Reserve a Phrifysgol Clemson.

Ffyrdd Amgen o Adfer Elfennau Prin y Ddaear

Fel arfer, cynhelir adfer RRE gan ddefnyddio gweithrediadau ar raddfa fach, fel arfer trwy drwytholchi ac echdynnu toddyddion.

Er ei fod yn broses syml, mae trwytholchi angen llawer iawn o adweithyddion cemegol peryglus, felly mae'n annymunol yn fasnachol.

Mae echdynnu toddyddion yn dechneg effeithiol ond nid yw'n effeithlon iawn oherwydd ei bod yn llafur-ddwys ac yn cymryd llawer o amser.

Ffordd gyffredin arall o adfer REEs yw trwy agromining, a elwir hefyd yn e-mining, sy'n cynnwys cludo gwastraff electronig, fel hen gyfrifiaduron, ffonau a theledu o wahanol wledydd i Tsieina i'w echdynnu REE.

Yn ôl Rhaglen Amgylchedd y Cenhedloedd Unedig, cynhyrchwyd dros 53 miliwn tunnell o wastraff electronig yn 2019, gyda thua $57 biliwn o ddeunyddiau crai yn cynnwys REEs a metelau.

Er ei fod yn aml yn cael ei ganmol fel dull cynaliadwy o ailgylchu deunyddiau, nid yw heb ei set ei hun o broblemau y mae angen eu goresgyn o hyd.

Mae mwyngloddio amaethyddol angen llawer o le storio, gweithfeydd ailgylchu, gwastraff tirlenwi ar ôl adfer REE, ac mae'n cynnwys costau cludiant, sy'n gofyn am losgi tanwyddau ffosil.

Mae gan Brosiect Prifysgol Talaith Penn y potensial i oresgyn rhai o'r problemau sy'n gysylltiedig â dulliau adfer REE traddodiadol os gall fodloni ei amcanion amgylcheddol ac economaidd ei hun.

---

Amser postio: Gorff-04-2022