दुर्लभ पृथ्वी धातुओं का खनन पर्यावरणीय परिणामों के साथ आता है
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स्मार्टफोन और इलेक्ट्रिक वाहनों में उपयोग किए जाने वाले दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को बिजली के क्षेत्रों का उपयोग करके जमीन से अधिक टिकाऊ तरीके से निकाला जा सकता है।
आज, इलेक्ट्रॉनिक्स में उपयोग की जाने वाली अधिकांश दुर्लभ पृथ्वी धातुओं का खनन खनिज अयस्क से तत्वों को निकालने के लिए जहरीले रसायनों का उपयोग करके किया जाता है। खनन प्रक्रिया के दौरान, हजारों टन रासायनिक कचरा निकलता है, जो आसपास के भूजल और मिट्टी को प्रदूषित कर सकता है। लेकिन विद्युत आवेशों का उपयोग करके उन तत्वों को एक साथ केंद्रित करने से आवश्यक पर्यावरणीय रूप से हानिकारक रसायनों की मात्रा में भारी कटौती हो सकती है।
चीन में गुआंगज़ौ इंस्टीट्यूट ऑफ जियोकैमिस्ट्री में जियानक्सी झू कहते हैं, “कल्पना करें कि एक भीड़ को दिशात्मक रोशनी द्वारा भूलभुलैया के माध्यम से निर्देशित किया जा रहा है – इसी तरह, दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को विद्युत क्षेत्र द्वारा अयस्क से विशिष्ट संग्रह बिंदुओं की ओर ले जाया जाता है।” “यह नियंत्रित आंदोलन न्यूनतम पर्यावरणीय व्यवधान के साथ कुशल खनन सुनिश्चित करता है।”
झू और उनके सहयोगियों ने लचीले, शीट जैसे प्लास्टिक इलेक्ट्रोड बनाए – प्रत्येक 10 सेंटीमीटर चौड़े और अनुकूलन योग्य लंबाई – गैर-धातु सामग्री से बने जो बिजली का संचालन कर सकते हैं। दक्षिणी चीन में एक दुर्लभ पृथ्वी भंडार में, उन्होंने चट्टान में 22 मीटर तक ड्रिल किए गए अलग-अलग छेदों में 176 इलेक्ट्रोड डाले।
इसके बाद, उन्होंने दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को आवेशित आयनों के रूप में घोलने और अलग करने के लिए अयस्क में अमोनियम सल्फेट, एक प्रकार का अकार्बनिक नमक इंजेक्ट किया। फिर उन्होंने सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज वाले इलेक्ट्रोड के बीच एक विद्युत क्षेत्र बनाने के लिए इलेक्ट्रोड को सक्रिय किया। उस विद्युत क्षेत्र ने दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए इलेक्ट्रोड की ओर ले जाया, उन्हें एक साथ केंद्रित किया। फिर तत्वों को अतिरिक्त शुद्धिकरण और पृथक्करण प्रक्रियाओं के लिए उपचार तालाबों में स्थानांतरित किया जा सकता है।
इस दृष्टिकोण ने शोधकर्ताओं को दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को निकालने में उपयोग किए जाने वाले हानिकारक रसायनों की मात्रा को काफी कम करने में सक्षम बनाया, जिससे संबंधित अमोनिया उत्सर्जन में 95 प्रतिशत की कमी आई। इससे पानी और मिट्टी के प्रदूषण को रोकने में मदद मिल सकती है जो आज के दुर्लभ पृथ्वी खनन कार्यों से उत्पन्न होता है।
झू कहते हैं, यह विद्युत क्षेत्र प्रक्रिया 5000 टन अयस्क से दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को निकालने में 95 प्रतिशत कुशल साबित हुई, जबकि अकेले रासायनिक प्रक्रियाएं आमतौर पर केवल 40 से 60 प्रतिशत दक्षता हासिल करती हैं।
लेकिन नई खनन पद्धति से दुर्लभ पृथ्वी खनन कार्यों के लिए बिजली की लागत भी बढ़ जाएगी – और बिजली की खपत बढ़ने का मतलब अधिक कार्बन उत्सर्जन हो सकता है। शोधकर्ताओं ने पहले ही दिखाया है कि किसी भी समय केवल एक तिहाई इलेक्ट्रोड को बिजली देकर बिजली की लागत को कैसे कम किया जा सकता है। झू का कहना है कि नवीकरणीय ऊर्जा तक पहुंच और इलेक्ट्रोड प्रौद्योगिकी में सुधार से खनन प्रक्रिया की ऊर्जा मांग और उत्सर्जन को कम करने में भी मदद मिल सकती है।
इदाहो विश्वविद्यालय में अमीन मिर्कौई कहते हैं, इस तकनीक में निकट भविष्य में एक स्थायी समाधान होने की क्षमता है। लेकिन उन्होंने चेतावनी दी कि इसमें व्यावहारिक चुनौतियों का सामना करना पड़ता है, जिसमें विधि की ऊर्जा लागत और लंबे समय – 60 दिन – शामिल हैं – इसके लिए 95 प्रतिशत दक्षता तक पहुंचने की आवश्यकता होती है।
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