مراکز خطرناک زباله‌: فرصت‌های طلایی در دل خطر!

چاه برکلی Pit در شهر بات، مونتانای ایالات متحده، به مدت چندین دهه موضوع نگرانی‌های زیست‌محیطی بوده است، چرا که آب‌های آن به شدت اسیدی و پر از سموم، به مناطق اطراف نفوذ کرده‌اند. اما امروز، این چاه خطرناک با نگاهی متفاوت به آن نگریسته می‌شود: منبعی احتمالی از فلزات خاکی کمیاب.

از مسئولیت تا فرصت

داستان چاه برکلی با رونق معدن‌کاری در بات آغاز می‌شود، که در آن استخراج گسترده مس انجام شد و پس از بسته شدن معدن در سال ۱۹۸۲، آب‌های سمی زیادی را در چاه باقی گذاشت. به مدت سال‌ها، آب‌های اسیدی چاه که پر از مواد شیمیایی خطرناک بودند، تهدیدی جدی برای حیات وحش و اکوسیستم محلی به شمار می‌رفتند. اما اکنون همان ترکیب آب، که شامل فلزاتی همچون مس، روی و فلزات خاکی کمیاب است، به یک فرصت غیرمنتظره تبدیل شده است.

به گفته نیویورک تایمز، شرکت مونتانا ریسورسز، که هم‌اکنون در این منطقه فعالیت می‌کند، راهی برای بهره‌برداری از این آب‌ها پیدا کرده و با استفاده از فرآیندی به نام سمنتاسیون، فلزات باارزش را استخراج می‌کند.

این نوع ترفند مانند یک عمل شیمیایی، با استفاده از آهن دورریز، آب‌های حاوی مس را به مس خالص تبدیل می‌کند. شرکت، مایعات چاه برکلی را پمپاژ می‌کند و آنها را بر روی توده‌های آهن دورریز می‌ریزد، روشی که به طور موثر مس را از این محلول اسیدی استخراج می‌کند.

فلزات خاکی کمیاب در پساب‌ها

فلزات خاکی کمیاب (REEs) برای تولید آهن‌رباهای قدرتمند استفاده می‌شود که در وسایل نقلیه برقی، دستگاه‌های پزشکی و فناوری‌های دفاعی مانند موشک‌ها و ماهواره‌ها به کار می‌روند. به عنوان مثال، یک جنگنده F-35 به ۴۰۰ کیلوگرم از فلزات خاکی کمیاب نیاز دارد.

یکی از فرصت‌های بسیار امیدبخش در پساب‌ها نهفته است، جایی که محققان بر این باورند که می‌تواند فلزاتی به ارزش تریلیون‌ها دلار را شامل شود. پیتر اس. فیسک، مدیر ائتلاف ملی نوآوری آب در آزمایشگاه ملی لارنس برکلی وزارت انرژی، اظهار داشت: «آب، بدنه معدنی قرن ۲۱ است.» با ظهور فناوری‌های نوین، دانشمندان اکنون قادر به «جستجو در زباله‌های پساب و استخراج اشیاء با ارزش هستند.

همچنین، محققان در دانشگاه ایندیانا در حال بررسی احتمال استخراج فلزات خاکی کمیاب از زباله‌های زغال‌سنگ، از جمله خاکستر پرواز و باقیمانده‌های زغال‌سنگ هستند. در همین حال، دانشمندان در دانشگاه تگزاس در آستین، غشای تخصصی‌ای توسعه داده‌اند که می‌تواند فلزات خاکی کمیاب را از مواد زائد جدا کند. این روش‌ها سریع‌تر، اقتصادی‌تر و از لحاظ زیست‌محیطی پاک‌تر از معدن‌کاری سنتی هستند.

استخراج فلزات خاکی کمیاب در چاه برکلی

از میان فلزات باارزش موجود در آب‌های سمی چاه برکلی، نیودیمیم و پرسیدیمیم قرار دارند، که دو عنصر خاکی کمیاب سبک هستند و برای تولید آهن‌رباهای با عملکرد بالا ضروری‌اند. این آهن‌رباها در دامنه وسیعی از کاربردها به کار می‌روند. ایالات متحده نیز به طور فزاینده‌ای نگران تأمین خود از فلزات خاکی کمیاب است تا از وابستگی به چین، که کنترل غالب تولید جهانی را دارد، دور بماند.

مارک تامپسون، معاون امور زیست‌محیطی در شرکت مونتانا ریسورسز، توضیح داد که با استخراج فلزات خاکی از چاه برکلی، «ما یک مسئولیت بزرگ را به چیزی تبدیل می‌کنیم که به دفاع کمک می‌کند.»

یک گزینه تمیزتر و پایدارتر

معدن‌کاری سنتی فلزات خاکی فرآیندی بسیار تخریب‌کننده است که معمولاً شامل جابجایی حجم زیادی از زمین و استفاده از مواد شیمیایی سمی می‌شود. در مقابل، روش‌هایی که در چاه برکلی و دیگر سایت‌ها توسعه می‌یابند، گزینه‌ای بسیار تمیزتر و پایدارتر ارائه می‌دهند.

پل زیمکویچ، مدیر موسسه تحقیقاتی آب در دانشگاه ویرجینیای غربی، به مدت چندین دهه به مطالعه آب‌های چاه برکلی پرداخته است. او روش استخراج فلزات خاکی کمیاب را از زه‌آب‌های اسیدی با تصفیه لجن توسعه داده است که سپس به عناصر خالص تبدیل می‌شود. «یکی از نکات مثبت در مورد زه‌آب‌های اسیدی این است که کنسانتره‌های به‌دست‌آمده به خصوص در فلزات خاکی کمیاب سنگین غنی هستند.

اگر پروژه چاه برکلی موفق شود، می‌تواند به حدود ۴۰ تن فلزات خاکی کمیاب در سال تولید کند که آن را به یکی از بزرگترین منابع داخلی این مواد معدنی حیاتی تبدیل می‌کند.