दुर्लभ पृथ्वी तत्व वास्तव में कितने दुर्लभ हैं?

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दुर्लभ पृथ्वी तत्व, जो 17 धातुओं का एक समूह है, पृथ्वी की परत में अपेक्षाकृत प्रचुर मात्रा में पाए जाते हैं, लेकिन उनका निष्कर्षण अत्यंत कठिन है।

नियॉडीमियम, दुर्लभ पृथ्वी तत्वों में से एक है जिसका खनन करना अत्यंत कठिन है। फोटो: आरएचजे/गेटी — नियॉडीमियम, दुर्लभ पृथ्वी तत्वों में से एक है जिसका खनन करना अत्यंत कठिन है। फोटो: *आरएचजे/गेटी*

दुर्लभ पृथ्वी तत्वों में अनेक उपयोगी गुण होते हैं, जिसके कारण ऊर्जा और प्रौद्योगिकी उद्योगों में इनकी अत्यधिक मांग है। इस समूह में 17 धातुएँ शामिल हैं, जिनमें आवर्त सारणी के अंत में स्थित 15 धातुएँ, साथ ही यट्रियम और स्कैंडियम शामिल हैं।

इन तत्वों में सबसे मूल्यवान नियोडिमियम, प्रेज़ियोडिमियम, टेरबियम और डिस्प्रोसियम हैं, जो अतिशक्तिशाली लघु चुम्बकों के रूप में कार्य करते हैं। ये चुम्बक स्मार्टफोन, इलेक्ट्रिक वाहन बैटरी और पवन टरबाइन जैसे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का एक महत्वपूर्ण घटक हैं। हालांकि, दुर्लभ पृथ्वी तत्वों की सीमित आपूर्ति इन आधुनिक आवश्यकताओं के उत्पादन में कंपनियों और सरकारों के लिए एक बड़ी चिंता का विषय है।

दुर्लभ पृथ्वी तत्व वास्तव में उतने दुर्लभ नहीं हैं। अमेरिकी भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण (यूएसजीएस) द्वारा विभिन्न तत्वों की क्रिस्टलीय प्रचुरता (पृथ्वी की परत में औसत उपलब्धता) पर किए गए शोध के अनुसार, अधिकांश दुर्लभ पृथ्वी तत्व तांबा और जस्ता जैसी सामान्य धातुओं के लगभग समान मात्रा में मौजूद हैं। वर्जीनिया पॉलिटेक्निक विश्वविद्यालय के प्रोफेसर आरोन नोबल ने कहा, "वे निश्चित रूप से चांदी, सोना या प्लैटिनम जैसी धातुओं जितने दुर्लभ नहीं हैं।"

हालांकि, प्राकृतिक स्रोतों से इन्हें निकालना बेहद मुश्किल है। वेस्ट वर्जीनिया जल अनुसंधान संस्थान के निदेशक पॉल ज़िएमकीविच ने कहा, "समस्या यह है कि ये एक जगह केंद्रित नहीं हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका में हर किलोग्राम शेल में लगभग 300 मिलीग्राम दुर्लभ पृथ्वी तत्व पाए जाते हैं।"

आम तौर पर, लावा प्रवाह, जलतापीय गतिविधि और पर्वत निर्माण जैसी विभिन्न भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं के कारण धातुएँ पृथ्वी की ऊपरी परत में केंद्रित हो जाती हैं। हालांकि, दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के असामान्य रासायनिक गुणों के कारण, वे आमतौर पर इन विशिष्ट परिस्थितियों में एक साथ केंद्रित नहीं होते हैं। दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के अंश पूरे ग्रह पर बिखरे हुए हैं, जिससे उनका निष्कर्षण कम प्रभावी होता है।

कभी-कभी, अम्लीय भूमिगत वातावरण कुछ स्थानों पर दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के स्तर को थोड़ा बढ़ा सकता है। हालाँकि, इन स्थानों को खोजना तो बस पहली चुनौती है।

प्रकृति में, धातुएँ अयस्कों नामक मिश्रणों के रूप में पाई जाती हैं, जिनमें धातु के अणु अन्य अधातुओं (एंटी-आयनों) से प्रबल आयनिक बंधों द्वारा जुड़े होते हैं। शुद्ध धातु प्राप्त करने के लिए, इन बंधों को तोड़ना और अधातु को हटाना आवश्यक है। इस कार्य की कठिनाई धातु और उस अधातु पर निर्भर करती है जिससे वह जुड़ी होती है।

ज़िएमकीविच बताते हैं, "तांबे का अयस्क आमतौर पर सल्फाइड (सल्फर और अन्य तत्वों वाले रासायनिक यौगिक) के रूप में पाया जाता है। अयस्क को तब तक गर्म किया जाता है जब तक कि सल्फाइड गैस बनकर निकल न जाए और शुद्ध तांबा रिएक्टर के तल में बैठ जाए। यह निष्कर्षण की एक अपेक्षाकृत आसान प्रक्रिया है। कुछ अन्य, जैसे कि लौह ऑक्साइड, में धातु को निकालने के लिए योजक पदार्थों की आवश्यकता होती है। लेकिन दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को अलग करना कहीं अधिक जटिल है।"

दुर्लभ पृथ्वी धातुओं में तीन धनात्मक आवेश होते हैं और वे फॉस्फेट एंटीआयनों के साथ अत्यंत मजबूत आयनिक बंध बनाते हैं, जिनमें से प्रत्येक में तीन ऋणात्मक आवेश होते हैं। इसलिए, निष्कर्षण प्रक्रिया में धनात्मक धातु और ऋणात्मक फॉस्फेट के बीच के इस अत्यंत मजबूत बंध को पार करना आवश्यक है।

नोबल ने कहा, "दुर्लभ पृथ्वी अयस्क रासायनिक रूप से अत्यंत स्थिर खनिज होते हैं, जिन्हें तोड़ने के लिए अत्यधिक ऊर्जा और रासायनिक शक्ति की आवश्यकता होती है। आमतौर पर, इस प्रक्रिया में बेहद कम पीएच स्तर, कठोर परिस्थितियां और अत्यधिक उच्च तापमान की आवश्यकता होती है क्योंकि अयस्क के भीतर के बंधन अविश्वसनीय रूप से मजबूत होते हैं।"

शुद्ध तत्वों को निकालना कठिन होने के कारण इन्हें "दुर्लभ पृथ्वी" कहा जाता है। कुछ विशेषज्ञ औद्योगिक कचरे और पुराने इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों से इन मूल्यवान धातुओं को पुनर्चक्रित करने और निकालने के नए तरीकों पर शोध कर रहे हैं ताकि वर्तमान आपूर्ति पर दबाव कम हो सके। वे नए यौगिकों में दुर्लभ पृथ्वी के अद्वितीय चुंबकीय और इलेक्ट्रॉनिक गुणों को पुनः उत्पन्न करने का भी प्रयास कर रहे हैं, इस उम्मीद में कि ये नए यौगिक अधिक सुलभ विकल्प बन जाएंगे। हालांकि, बढ़ती मांग के बावजूद, वर्तमान में दुर्लभ पृथ्वी के कोई प्रभावी विकल्प उपलब्ध नहीं हैं।

थू थाओ ( लाइव साइंस के अनुसार)

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