EXTRACTION OF REE  |  आखिर क्यो कठिन  है दुर्लभ पृथ्वी तत्व का निष्कर्षण करना 

दुर्लभ पृथ्वी तत्व (आरईई) 17 तत्वों का एक समूह है जो आधुनिक तकनीक के लिए महत्वपूर्ण हैं। उनका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक्स, मैग्नेट, बैटरी और उत्प्रेरक कन्वर्टर्स सहित अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला में किया जाता है। उनके महत्व के कारण, हाल के वर्षों में REE की मांग में वृद्धि हुई है। हालांकि, आरईई की निकासी एक कठिन और जटिल प्रक्रिया है। हम उन कारणों का पता लगाएंगे जिनकी वजह से विरल मृदा तत्वों का निष्कर्षण कठिन है।

कम एकाग्रता | Low Concentration

REE विभिन्न खनिजों और अयस्कों में कम मात्रा में पाए जाते हैं। वे आमतौर पर पृथ्वी की पपड़ी में 1% से कम की सांद्रता में पाए जाते हैं। इसका मतलब यह है कि आरईई की एक छोटी मात्रा निकालने के लिए बड़ी मात्रा में अयस्क को खनन और संसाधित करने की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, यह अनुमान लगाया गया है कि एक टन दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को निकालने के लिए लगभग 250 टन अयस्क का खनन और प्रसंस्करण करने की आवश्यकता है।

जटिल भूवैज्ञानिक वितरण | Complex Geological Distribution

पृथ्वी की पपड़ी में आरईई व्यापक रूप से वितरित हैं, लेकिन उनका वितरण एक समान नहीं है। वे अक्सर जटिल भूवैज्ञानिक संरचनाओं में पाए जाते हैं, जैसे कि नसें, डाइक और कार्बोनाइट्स। इससे उनका निष्कर्षण कठिन हो जाता है, क्योंकि अयस्क को विशिष्ट भूवैज्ञानिक संरचनाओं में स्थित और खनन करने की आवश्यकता होती है।

समान गुण | Similar Properties

आरईई में समान रासायनिक और भौतिक गुण होते हैं, जिससे उनका पृथक्करण और शुद्धिकरण कठिन हो जाता है। वे अक्सर एक ही खनिज में एक साथ पाए जाते हैं, और उनके पृथक्करण के लिए जटिल रासायनिक प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, सेरियम और लैंथेनम गुणों में बहुत समान हैं, जो उनके अलगाव को बहुत चुनौतीपूर्ण बना देता है।

रेडियोधर्मी संदूषण | Radioactive Contamination

कुछ आरईई अयस्कों में थोरियम और यूरेनियम जैसे रेडियोधर्मी तत्व होते हैं। ये तत्व अक्सर आरईई के साथ पाए जाते हैं और अयस्कों के खनन और प्रसंस्करण के दौरान पर्यावरण को दूषित कर सकते हैं। पर्यावरण संदूषण से बचने के लिए रेडियोधर्मी अयस्कों से आरईई की निकासी के लिए विशेष सुरक्षा उपायों और निपटान विधियों की आवश्यकता होती है।

पर्यावरणीय चिंता | Environmental Concerns

आरईई के खनन और प्रसंस्करण के महत्वपूर्ण पर्यावरणीय प्रभाव हो सकते हैं। निष्कर्षण प्रक्रिया में प्रयुक्त रसायन जलमार्ग और मिट्टी को प्रदूषित कर सकते हैं, और अपशिष्ट उत्पाद विषाक्त हो सकते हैं। इसके अलावा, निष्कर्षण प्रक्रिया की उच्च ऊर्जा आवश्यकताओं से Greenhouse gas उत्सर्जन हो सकता है और जलवायु परिवर्तन में योगदान हो सकता है।

ऊर्जा गहन प्रक्रिया | Energy Intensive Process

REE के निष्कर्षण के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। अयस्कों के खनन और प्रसंस्करण के लिए भारी मशीनरी के उपयोग की आवश्यकता होती है, जिसमें बहुत अधिक ऊर्जा की खपत होती है। आरईई को निकालने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली रासायनिक प्रक्रियाओं में भी बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है, और उच्च ऊर्जा आवश्यकताओं से ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन हो सकता है और जलवायु परिवर्तन में योगदान हो सकता है।

जल गहन प्रक्रिया | Water Intensive Process

REE की निकासी एक जल-गहन प्रक्रिया है। अयस्कों के खनन और प्रसंस्करण के लिए बहुत अधिक पानी की आवश्यकता होती है, जिससे उन क्षेत्रों में पानी की कमी हो सकती है जहाँ जल संसाधन सीमित हैं। इसके अलावा, निष्कर्षण प्रक्रिया में उपयोग किए जाने वाले रसायन जलमार्गों को प्रदूषित कर सकते हैं और पानी को मानव उपभोग के लिए अनुपयुक्त बना सकते हैं।

चीन पर निर्भरता | Dependence on China

चीन वर्तमान में आरईई का दुनिया का सबसे बड़ा उत्पादक है, और यह वैश्विक आपूर्ति के 80% से अधिक के लिए जिम्मेदार है। चीन पर इस निर्भरता ने अन्य देशों के लिए आपूर्ति की सुरक्षा को लेकर चिंता बढ़ा दी है। चीनी सरकार ने अतीत में आरईई पर निर्यात प्रतिबंधों को लागू किया है, जिसके कारण अन्य देशों में मूल्य वृद्धि और आपूर्ति की कमी हुई है।

>>RARE EARTH ELEMENT | जानिए क्या होते हैं  दुर्लभ पृथ्वी तत्व |

निष्कर्षण के तरीके | METHODS OF EXTRACTION

दुर्लभ पृथ्वी तत्वों  का निष्कर्षण एक जटिल प्रक्रिया है जिसमें तत्वों को अलग करने और शुद्ध करने के लिए विभिन्न तकनीकों के उपयोग की आवश्यकता होती है। 

खुदाई | Mining

आरईई के निष्कर्षण में पहला कदम खनन है। आरईई विभिन्न खनिजों और अयस्कों में पाए जाते हैं, जैसे कि मोनाज़ाइट, बस्टनासाइट और ज़ेनोटाइम। इन खनिजों का आमतौर पर पारंपरिक खनन विधियों, जैसे खुले गड्ढे खनन, भूमिगत खनन या ड्रेजिंग का उपयोग करके खनन किया जाता है।

कुचलना और पीसना | Crushing and Grinding

इसके बाद खनन किए गए अयस्क को कुचल दिया जाता है और एक महीन चूर्ण के रूप में पीसा जाता है। अयस्क के सतह क्षेत्र को बढ़ाने और REE  को निकालने में आसान बनाने के लिए यह प्रक्रिया आवश्यक है। अयस्क को आमतौर पर क्रशर, मिल और ग्राइंडर का उपयोग करके कुचला और पीसा जाता है।

रासायनिक उपचार | Chemical Treatment

अयस्क को कुचलने और पीसने के बाद, आरईई को अन्य तत्वों से अलग करने के लिए विभिन्न रसायनों के साथ इलाज किया जाता है। निष्कर्षण प्रक्रिया में प्रयुक्त रसायन अयस्क के प्रकार और वांछित आरईई के आधार पर भिन्न होते हैं।

1. एसिड लीचिंग  | Acid Leaching

REE निकालने का एक सामान्य तरीका एसिड लीचिंग है। इस प्रक्रिया में, आरईई को भंग करने के लिए अयस्क को सल्फ्यूरिक एसिड  जैसे एसिड के साथ इलाज किया जाता है। एसिड अयस्क में खनिजों के साथ घुलनशील यौगिक बनाने के लिए प्रतिक्रिया करता है, जो तब अन्य तत्वों से अलग हो जाते हैं।

2. सॉल्वेंट एक्सट्रैक्शन  | Solvent Extraction

सॉल्वेंट एक्सट्रैक्शन आरईई के निष्कर्षण के लिए उपयोग की जाने वाली एक अन्य विधि है। इस प्रक्रिया में, एसिड समाधान से आरईई निकालने के लिए एक विलायक का उपयोग किया जाता है। विलायक चुनिंदा रूप से REE  को बांधता है और उन्हें अन्य तत्वों से अलग करता है। REE को फिर एक अन्य रासायनिक प्रक्रिया का उपयोग करके विलायक(solvent) से छीन लिया जाता है।

3. आयन विनिमय  | Ion Exchange

आयन एक्सचेंज आरईई के निष्कर्षण के लिए इस्तेमाल की जाने वाली तीसरी विधि है। इस प्रक्रिया में, आरईई को अन्य तत्वों से अलग करने के लिए आयन एक्सचेंज राल का उपयोग किया जाता है। राल चुनिंदा रूप से आरईई को बांधता है और उन्हें अन्य तत्वों से अलग करता है। REEs को फिर एक अन्य रासायनिक प्रक्रिया का उपयोग करके राल से छीन लिया जाता है।

पृथक्करण और शुद्धि | Separation and Purification

आरईई को अयस्क से निकाले जाने के बाद, वांछित तत्वों को प्राप्त करने के लिए उन्हें अलग और शुद्ध किया जाता है। पृथक्करण और शुद्धिकरण प्रक्रिया एक जटिल और कठिन प्रक्रिया है जिसके लिए कई तकनीकों के उपयोग की आवश्यकता होती है।

1. आंशिक क्रिस्टलीकरण |  Fractional Crystallization

आंशिक क्रिस्टलीकरण आरईई के पृथक्करण और शुद्धिकरण के लिए उपयोग की जाने वाली एक विधि है। इस प्रक्रिया में, आरईई एक विलायक में घुल जाते हैं और फिर क्रिस्टलीकरण की अनुमति देते हैं। फिर क्रिस्टल को उनके आकार और संरचना के आधार पर अलग किया जाता है।

2. वर्षण |  Precipitation

वर्षा आरईई के पृथक्करण और शुद्धिकरण के लिए उपयोग की जाने वाली एक अन्य विधि है। इस प्रक्रिया में, रासायनिक प्रतिक्रिया का उपयोग करके समाधान से REE अवक्षेपित होते हैं। तब अवक्षेप को अन्य तत्वों से अलग किया जाता है।

3.  इलेक्ट्रोविनिंग | Electrowinning

इलेक्ट्रोइनिंग एक तीसरी विधि है जिसका उपयोग आरईई के पृथक्करण और शुद्धिकरण के लिए किया जाता है। इस प्रक्रिया में, आरईई युक्त समाधान के माध्यम से एक विद्युत प्रवाह पारित किया जाता है। आरईई चुनिंदा रूप से एक इलेक्ट्रोड पर जमा होते हैं, जिसे बाद में अलग और शुद्ध किया जा सकता है।

दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के निष्कर्षण के लिए प्रयुक्त प्रौद्योगिकियां | TECHONOLOGIES USED FOR EXTRACTION OF RARE EARTH ELEMENTS 

रेयर अर्थ एलिमेंट्स (REE) का निष्कर्षण एक चुनौतीपूर्ण प्रक्रिया है जिसमें वांछित तत्वों को अलग करने और शुद्ध करने के लिए कई तकनीकों के उपयोग की आवश्यकता होती है। इस लेख में, हम कुछ ऐसी तकनीकों पर चर्चा करेंगे जो आमतौर पर REE निष्कर्षण में उपयोग की जाती हैं।

खनन प्रौद्योगिकियां | Mining Technologies

REE निष्कर्षण में पहला कदम खनन है। खनन प्रौद्योगिकियां समय के साथ महत्वपूर्ण रूप से विकसित हुई हैं और विभिन्न भूवैज्ञानिक स्थितियों, अयस्क प्रकारों और स्थानों के अनुरूप विकसित की गई हैं। आरईई निष्कर्षण के लिए उपयोग की जाने वाली सबसे आम खनन तकनीकों में शामिल हैं: 

ओपन-पिट माइनिंग | Open-pit Mining

 इस विधि में आरईई-असर वाले अयस्क को बाहर निकालने के लिए ओवरबर्डन (चट्टान और मिट्टी) को हटाना शामिल है। ओपन-पिट खनन उथले जमा के लिए उपयुक्त है और लागत प्रभावी है, लेकिन इसका एक महत्वपूर्ण पर्यावरणीय प्रभाव है।

भूमिगत खनन | Underground Mining  

इस विधि में भूमिगत आरईई-असर वाले अयस्क तक पहुँचने के लिए सुरंगों और शाफ्टों का निर्माण शामिल है। भूमिगत खनन गहरे निक्षेपों के लिए उपयुक्त है और इसका खुले गड्ढे वाले खनन की तुलना में पर्यावरण पर कम प्रभाव पड़ता है।

 निकर्षण | Dredging

इस विधि में नदियों और महासागरों जैसे जल निकायों में तलछट से आरईई का निष्कर्षण शामिल है। ड्रेजिंग आरईई युक्त रेत और मिट्टी के लिए उपयुक्त है।

क्रशिंग और ग्राइंडिंग टेक्नोलॉजीज | Crushing and Grinding Technologies

अयस्क का खनन हो जाने के बाद, सतह क्षेत्र को बढ़ाने और आगे की प्रक्रिया को सुविधाजनक बनाने के लिए इसे कुचल दिया जाता है और महीन कणों में पीसा जाता है। कुचलने और पीसने के लिए उपयोग की जाने वाली सबसे आम तकनीकों में शामिल हैं:

 जॉ क्रशर | Jaw Crushers

 ये मशीनें अयस्क को छोटे कणों में तोड़ने के लिए कंप्रेसिव बल का उपयोग करती हैं।

 कोन क्रशर | Cone Crushers

ये मशीनें छोटे कणों में अयस्क को कुचलने के लिए घूर्णन शंकु का उपयोग करती हैं।

 बॉल मिल्स | Ball Mills

ये मशीनें अयस्क को महीन पाउडर में पीसने के लिए स्टील की गेंदों का इस्तेमाल करती हैं।

रासायनिक उपचार प्रौद्योगिकियां | Chemical Treatment Technologies

रासायनिक उपचार तकनीकों का उपयोग आरईई को कुचलने और पीसने के बाद अयस्क से निकालने के लिए किया जाता है। आरईई निष्कर्षण के लिए उपयोग की जाने वाली सबसे आम रासायनिक उपचार तकनीकों में शामिल हैं:

 एसिड लीचिंग | Acid Leaching

इस विधि में अयस्क से आरईई को भंग करने के लिए हाइड्रोक्लोरिक एसिड, सल्फ्यूरिक एसिड या नाइट्रिक एसिड जैसे एसिड का उपयोग शामिल है। आरईई तब सॉल्वेंट एक्सट्रैक्शन या आयन एक्सचेंज का उपयोग करके अन्य तत्वों से अलग हो जाते हैं।

 क्षार भूनना | Alkali Roasting

इस विधि में आरईई को पानी में घुलनशील रूप में परिवर्तित करने के लिए सोडियम हाइड्रॉक्साइड या पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड जैसे क्षार की उपस्थिति में अयस्क को गर्म करना शामिल है। REE को फिर एसिड लीचिंग का उपयोग करके निकाला जाता है।

 बायोलीचिंग | Bioleaching

इस विधि में अयस्क से आरईई निकालने के लिए बैक्टीरिया या कवक जैसे सूक्ष्मजीवों का उपयोग शामिल है। सूक्ष्मजीव आरईई को अयस्क से घोलते हैं और उन्हें पानी में घुलनशील रूप में परिवर्तित करते हैं।

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निष्कर्ष

दुर्लभ पृथ्वी तत्वों का निष्कर्षण एक कठिन और जटिल प्रक्रिया है। आरईई की कम सांद्रता, उनके जटिल भूवैज्ञानिक वितरण, समान गुण, रेडियोधर्मी संदूषण, पर्यावरण संबंधी चिंताएं, ऊर्जा की तीव्रता, पानी की तीव्रता और चीन पर निर्भरता कुछ ऐसे कारण हैं जिनकी वजह से उनका निष्कर्षण मुश्किल है। भविष्य में दुर्लभ पृथ्वी तत्वों की आपूर्ति सुनिश्चित करने के लिए नई तकनीकों का विकास और अधिक टिकाऊ और पर्यावरण के अनुकूल निष्कर्षण विधियों का कार्यान्वयन आवश्यक है।