Nieuwe studie onthult vormingsgeheimen van kleine zeldzame aardelementen

Onderzoekers van de School of Natural Sciences van Trinity College Dublin hebben een nieuwe route onthuld naar de vorming van bastnäsiet, een cruciaal mineraal voor de extractie van zeldzame aardelementen (REE’s). Hun werk belooft in één dag de winning van deze REE’s efficiënter te maken.

De studie, gepubliceerd vandaag in het journaal Nanoschaal, onthult voor het eerst hoe fluoceriet, een zeldzaam mineraal, zich snel vormt en transformeert in bastnäsiet. Het voorkomen en de oorsprong van fluoceriet in natuurlijke afzettingen is nog niet volledig begrepen, en het is voor aardwetenschappers erg moeilijk geweest om dit mineraal in natuurlijke monsters te bestuderen.

Nu heeft het Trinity-team een ​​nieuwe kristallisatieroute onthuld die extreem kleine mineralen van nanometrische afmetingen produceert. Sommige van deze ongrijpbare mineralen zijn ongelooflijk klein, slechts een paar miljardste van een meter groot, waardoor ze erg moeilijk waar te nemen zijn in natuurlijke monsters.

Uit hun onderzoek is in wezen gebleken dat fluoceriet kan fungeren als een “zaadje” om de snelle vorming van bastnäsiet te bevorderen.

Deze nieuwe kennis bevordert niet alleen het wetenschappelijke inzicht, maar heeft ook praktische implicaties, die mogelijk kunnen leiden tot efficiëntere en kosteneffectievere methoden voor de winning van REE’s, die essentieel zijn voor een breed scala aan technologieën, van smartphones tot oplossingen voor hernieuwbare energie. Ze zijn ook van cruciaal belang voor onderzoekers die moeite hebben gehad om de ingewikkelde factoren en routes te begrijpen die betrokken zijn bij de vorming van deze kleine, nanometrische mineralen.

De eerste auteur van het onderzoek, Dr. Luca Terribili van Trinity, zei: “Onderzoekers van aardwetenschappen die met natuurlijke monsters werken, hebben het buitengewoon uitdagend gevonden om alle factoren te begrijpen die de vorming van bastnäsiet bepalen, de belangrijkste industriële bron van zeldzame aardelementen. evenals de verschillende mogelijke routes voor de vorming ervan. Hier hebben we voor het eerst aangetoond dat fluoceriet in bastnäsiet kan veranderen.

‘Deze ontdekking is gedaan door een heel andere aanpak te volgen – we bouwden synthetische bastnäsietgesteenten in het laboratorium om dezelfde processen na te bootsen die in de natuur plaatsvinden – en bestudeerden ze met krachtige spectroscopische en microscopische technieken. Deze aanpak hielp niet alleen om het complexe geheel te verduidelijken. natuurlijke processen die een rol spelen, maar maakt ook de weg vrij voor een efficiëntere winning van zeldzame aardelementen.”

Hoofdonderzoeker prof. Juan Diego Rodriguez-Blanc van Trinity voegde hieraan toe: “Onze studie benadrukt hoe deze transformaties kunnen plaatsvinden bij relatief lage temperaturen en zeer snel. Deze inzichten zijn cruciaal voor het ontwikkelen van betere industriële methoden voor het extraheren van zeldzame aardelementen. dat fluoceriet in bastnäsiet verandert lijkt misschien een langzamer proces, dat afhankelijk van de temperatuur tussen de vijf uur en een maand duurt, maar op geologische tijdschalen is het zeer snel.”