ウェストバージニア大学の水研究者らは、国立エネルギー技術研究所からの2.1万ドルの契約を継続することで、汚染物質である酸性鉱山排水を技術資源に変えたいと考えている。

WVU のエネルギー研究所のプログラムであるウェストバージニア水研究所は、酸性鉱山の排水処理に基づいて、毎年少なくとも 400 トンのレアアース元素と重要な物質を生産する全国的なサプライチェーンを調査するための資金を獲得しました。

このプロジェクトにより、WVU はスマートフォンから国のミサイル誘導システムに至るあらゆるものに動力を供給するレアアース元素技術の生産に少しずつ近づいています。

「私たちはウェストバージニア州環境保護局と提携して、年間約1トンのレアアースと重要な鉱物濃縮物を生産しながら酸性鉱山の排水を処理するパイロットプラントを建設しています」とWVWRI所長兼主任研究員のポール・ジエムキェヴィッツ氏は述べた。 「NETL は、私たちが次のステップに進み、私たちのテクノロジーに基づいて全国的なサプライチェーンの実現可能性を評価することを望んでいます。このような鉱山排水処理プラントは、そのサプライチェーンの一部となるでしょう。」

このプロセスでは、アパラチア山脈北部および中央部の石炭盆地から酸性鉱山の排水を収集し、きれいな水の基準を満たすように処理し、レアアース元素と重要な鉱物であるコバルトとマンガンを収穫します。酸鉱山排水処理プラントは、得られた濃縮物を中央施設に供給します。 NETL 契約は、この施設の候補地での実現可能性調査を実施するために使用されます。

ジェムキェヴィチ氏は、レアアース元素の国家サプライチェーンを確立することは、この国の最も差し迫った課題の少なくとも2つ、つまり水質汚染と輸入依存への対処に役立つだろうと述べた。

米国では年間約 15,000 トンのレアアース元素が使用されていますが、ほぼすべてを輸入しています。中国は、電話、電池、テレビ、医療および防衛用途などの現代技術に使用される世界のレアアース元素の 80% 以上を生産しています。

希土類金属は、ネオジムやジスプロシウムなど、周期表の下位にある化学的に類似した 17 個の元素で構成されています。その名前にもかかわらず、「希少」ではありませんが、高濃度で見つかることはほとんどなく、抽出するのが困難です。

「酸性鉱山の排水は、石炭廃棄岩が風化して硫酸が形成されるときに起こります」とジエムキェヴィッチ氏は説明した。 「酸は岩石からあらゆる種類の金属汚染物質を浸出させるのに、なぜレアアースを浸出させないのでしょうか?母なる自然はその重労働を無料でやってくれます。幸いなことに、AMD には実際、希土類元素と重要な物質が容易に回収できる形で豊富に含まれています。何よりも、AMD を環境基準に従って扱わなければ、それらを回復することはできません。私たちの副産物はきれいな水です。」

ジエムキェヴィチ氏は、酸性鉱山の排水は、米国西部のアパラチア石炭盆地と金属鉱山地域における最も緊急な水質汚染問題であると述べた

彼のチームの取り組みは、米国エネルギー省が石炭および石炭廃棄物からレアアース元素を回収するアイデアを要請した 2016 年に遡ります。その頃、彼のチームはウェストバージニア州、ペンシルベニア州、メリーランド州、オハイオ州の全域にある 120 か所の酸性鉱山排水処理現場を調査しました。彼らは、これらの州では酸性鉱山の排水によって年間最大2,200トンのレアアース元素が生成される可能性があることを発見した。

このプロジェクトに Ziemkiewicz 氏に加わるのは、バージニア工科大学の Aaron Noble 氏と Process Engineering Associates の Tom Larochelle 氏です。

パートナーには、コンチネンタル ヘリテージと、モンタナ州ビュートにある大規模な銅鉱山であり、バークレー ピット AMD 施設の運営者であるモンタナ リソースが含まれます。

「この偉大な国の歴史を通じて、あらゆる形態の採掘は、今日私たちが享受している経済発展、国家安全保障、社会的繁栄にとって極めて重要なものでした」と、モンタナ・リソーシズLLPの環境問題担当副社長マーク・トンプソンは述べた。 「しかし、歴史的な鉱山は多くの場合、影響力のある遺産を残しています。 WVUで行われているこのようなプロジェクトは、鉱業の負の遺産をこの国を維持するために必要な原材料に変える可能性を秘めています。」

「Continental Heritage は、AMD の課題を米国の成功、安全保障、新技術と産業の進歩にとって非常に重要なものの解決策に変える WVU の独創的なテクノロジーをホストする機会を歓迎します」とContinental Heritage の COO、ショーン オブライエンは述べています。 「切望されている持続可能な雇用を創出しながら、環境に優しい方法でこれを実現するために、コンチネンタル ヘリテージは WVU の研究を支援できることに興奮しています。」

元マーシャル大学学長でこのプロジェクトのコンサルタントであるゲイリー・ホワイト氏は、「このプロジェクトは、レアアース元素の回収と処理におけるリーダーとしてのWVUの地位を確固たるものにするだろう」と述べた。 「このプロジェクトの国家安全保障と地域経済への貢献は大きいでしょう。」

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