Цивилизация в том виде, в котором мы ее знаем, не существовала бы без редкоземельных элементов. Никаких смартфонов, светодиодов, ветряных турбин и даже автомобильных аккумуляторов. РЗЭ, такие как церий и скандий, рассеяны по всей земной коре. Один только Китай производит почти 90 процентов мировых поставок, а единственная шахта в США закрылась в этом году. Но исследователи могли бы помочь разрушить эту монополию с помощью того, что у нас уже есть в изобилии: угля и его побочных продуктов.
«Все, что есть в земной коре, присутствует и в угле», — объясняет Эван Гранит, инженер-химик Министерства энергетики США. Министерство энергетики недавно профинансировало волну исследований, направленных на увеличение производства РЗЭ в США, чтобы удовлетворить спрос, который ежегодно увеличивается примерно на 5 процентов. На каждом этапе добычи угля — добыче, очистке и сжигании — образуется материал, обогащенный РЗЭ. Цель состоит в том, чтобы использовать эти отходы, которые сейчас находятся на свалках и в прудах-хранилищах, дешевым и экологически чистым способом.
Например, угольные электростанции США ежегодно производят 130 миллионов тонн угольной золы. Недавнее исследование Университета Дьюка выявило наличие РЗЭ на миллиарды долларов в угле, сожженном из угля, добытого в Аппалачах и в бассейне реки Паудер в Вайоминге. Сейчас задача состоит в добыче металлов, говорит Сарма Писупати, профессор энергетики и минерального машиностроения в Университете штата Пенсильвания. Его исследования сосредоточены на промывке сырого сланца растворителем сульфата аммония для сбора РЗЭ на ранних этапах процесса добычи угля.
Через несколько лет проекты, финансируемые Министерством энергетики, пройдут пилотные испытания на углеперерабатывающих предприятиях США. Возможно, смартфоны местного производства не будут сильно отставать.
