Una nuova ricerca pionieristica ha aiutato i geologi a risolvere un enigma di vecchia data che potrebbe aiutare a individuare nuovi, concentrazioni non sfruttate di alcuni dei più preziosi giacimenti di terre rare.

Un team di geologi, guidato dalla professoressa Frances Wall della Camborne School of Mines, hanno scoperto una nuova ipotesi per prevedere dove si potrebbero trovare gli elementi delle terre rare neodimio e disprosio.

Gli elementi sono tra i più ricercati, perché sono una parte essenziale della produzione di energia digitale e pulita, compresi i magneti nelle grandi turbine eoliche e nei motori delle auto elettriche.

Per la nuova ricerca, gli scienziati hanno condotto una serie di esperimenti che hanno mostrato che sodio e potassio, piuttosto che cloro o fluoro come si pensava in precedenza, erano gli ingredienti chiave per rendere solubili questi elementi delle terre rare.

Questo è fondamentale in quanto determina se si cristallizzano, rendendoli adatti per l'estrazione, o se rimangono disciolti nei fluidi.

Gli esperimenti potrebbero quindi consentire ai geologi di fare previsioni migliori su dove è probabile che si trovino le migliori concentrazioni di neodimio e disprosio.

I risultati sono pubblicati sulla rivista, Progressi scientifici di venerdì, 9 ottobre 2020.

ricercatori dell'Università di Exeter, attraverso il progetto 'SoS RARE', hanno precedentemente studiato molti esempi naturali delle radici di vulcani carbonatiti spenti molto insoliti, dove si trovano i migliori giacimenti di terre rare del mondo, al fine di cercare di identificare potenziali depositi di minerali di terre rare.

Però, per conoscere meglio i loro risultati, hanno invitato Michael Anenburg a unirsi al team per condurre esperimenti presso l'Australian National University (ANU).

Ha simulato la cristallizzazione del magma carbonato fuso per scoprire quali elementi si sarebbero concentrati nelle acque calde rimaste dal processo di cristallizzazione.

Ha mostrato che sodio e potassio rendono le terre rare solubili in soluzione. Senza sodio e potassio, i minerali delle terre rare precipitano nella carbonatite stessa. Con sodio, minerali intermedi come la burbankite si formano e vengono quindi sostituiti. Con potassio, il disprosio è più solubile del neodimio e trasportato alle rocce circostanti.

Professoressa Frances Wall, Il leader del progetto SoS RARE ha dichiarato:"Questa è una soluzione elegante che ci aiuta a capire meglio dove le terre rare "pesanti" come il disprosio e le terre rare "leggere" come il neodimio" possono essere concentrate all'interno e intorno alle intrusioni di carbonatite. Eravamo sempre alla ricerca di prove di soluzioni contenenti cloruro, ma senza riuscire a trovarle. Questi risultati ci danno nuove idee."

Michael Anenburg, un Postdoctoral Fellow dell'ANU ha dichiarato:"Le mie minuscole capsule sperimentali hanno rivelato minerali che la natura in genere ci nasconde. È stata una sorpresa come spiegano bene ciò che vediamo nelle rocce naturali e nei giacimenti minerari".

"Mobilità degli elementi delle terre rare dentro e intorno alle carbonatiti controllata dal sodio, potassio, e silice" è pubblicato in Progressi scientifici di venerdì, 9 ottobre 2020.