Фосфатные рудники Флориды могут стать важным источником редкоземельных элементов

ПОЛК, штат Флорида. В таблице Менделеева, которую вы, возможно, помните из урока химии, было два дополнительных ряда элементов под основной таблицей. В верхнем ряду добавлены редкоземельные элементы, металлы, имеющие решающее значение в повседневных технологиях, таких как сотовые телефоны и телевизоры с плоским экраном. Их глобальный спрос на использование в технологиях возобновляемой энергии, таких как солнечные панели и электромобили, резко возрос.

Так называемые «редкоземельные» металлы с такими названиями, как иттрий и скандий, на самом деле не так уж и редки. Большинство из них более распространены, чем серебро, золото и платина. Они встречаются в небольших концентрациях, а не в больших естественных запасах.

Соединенные Штаты в настоящее время импортируют более 80% своих редкоземельных элементов от оффшорных поставщиков. Недавняя федеральная оценка цепочки поставок выявила «чрезмерную зависимость от иностранных источников и враждебных стран». Посредством политики и двухпартийного закона об инфраструктуре администрация Байдена подтолкнула к увеличению поставок в США важнейших минералов, необходимых для перехода к чистой энергетике, включая редкоземельные элементы.

На фоне этих усилий по расширению внутренних источников некоторые исследователи утверждают, что месторождения фосфатов Флориды, разрабатываемые промышленностью по производству удобрений уже более века, могут получить вторую жизнь в качестве основного поставщика редкоземельных минералов.

«Мы могли бы удовлетворить почти 50% спроса США на многие критически важные редкоземельные элементы из Флориды», — сказал Чунхун «Патрик» Чжан, директор по исследованиям в области горнодобывающей промышленности и обогащения во Флоридском научно-исследовательском институте промышленности и фосфатов (FIPR) в Лейкленде.

Доктор Патрик Чжан, директор по исследованиям в области обогащения и добычи фосфатов во Флоридском научно-исследовательском институте промышленности и фосфатов, входящем в состав Политехнического университета Флориды, демонстрирует в лаборатории института раствор, содержащий редкоземельные минералы.

Но остаются большие вопросы о том, кто будет финансировать значительные стартовые затраты – и выиграют ли сообщества Флориды, в которых на протяжении столетия находится эта отрасль, от ажиотажа за добычей полезных ископаемых, или же они пострадают.

15 редкоземельных элементов делятся на две категории: «легкие» и «тяжелые» в зависимости от их атомного веса. В то время как другие месторождения в США имеют высокие концентрации легких веществ, Флорида имеет высокую концентрацию тяжелых металлов из-за геологической истории ее побережья.

Так называемые РЗЭ являются лучшими проводниками и более магнитными, чем другие металлы, что делает их особенно ценными для электроники, экологически чистых, оборонных и других технологий.

Кто их контролирует, вызывает растущую геополитическую озабоченность. Импорт США поступает в основном из Китая, который в настоящее время производит примерно 70% мировых поставок.

Фосфатная руда относительно мягкая и растворяется в воде, что позволяет легко отделить ее от окружающих металлов. В ходе национальной оценки месторождений фосфатов в США геолог-исследователь Пол Эмсбо из Геологической службы США (USGS) и его команда обнаружили концентрации редкоземельных элементов в США, которые «равны или превышают любые известные ресурсы». Команда также обнаружила, что редкоземельные элементы в отечественных месторождениях фосфатов «легко извлекаются», сказал Эмсбо, и создают меньше экологических проблем, чем обычные рудники РЗЭ.

Исследователи и специалисты отрасли заявили, что запасы фосфатов в США могут стать частью новой внутренней цепочки поставок. Значительные уровни РЗЭ обнаружены не только в месторождениях фосфатов, но и в фосфогипсе, радиоактивном побочном продукте переработки фосфорной кислоты. По данным отраслевой группы Phosphate Innovation Initiative, каждая тонна произведенного фосфата оставляет пять тонн отходов фосфогипса. Отходы складируются в горы, похожие на свалки, которые представляют опасность для окружающей среды. Промышленность ищет альтернативные варианты использования, такие как переработка материала для дорожного строительства – спорная мера, одобренная для изучения Законодательным собранием Флориды в этом году.

В «Долине костей» Центральной Флориды Чжан провел последнее десятилетие, исследуя возможности извлечения редкоземельных элементов из фосфата и фосфогипса в институте FIPR, который сейчас базируется в Политехническом университете Флориды. Чжан сказал, что его работа по экономической и технической осуществимости извлечения РЗЭ из фосфатных шламов, финансируемая Министерством энергетики США, доказала, что отходы горнодобывающей промышленности и побочные продукты «являются жизнеспособными источниками критически важных элементов».