Sejauh manakah nadir bumi sebenarnya?

Unsur nadir bumi, sekumpulan 17 logam, agak banyak terdapat di kerak bumi tetapi pengekstrakannya amat sukar.

Neodymium, salah satu unsur nadir bumi yang amat sukar untuk dilombong. Foto: RHJ/Getty — Neodymium, salah satu unsur nadir bumi yang amat sukar untuk dilombong. Foto: *RHJ/Getty*

Unsur nadir bumi mempunyai banyak sifat berguna yang menjadikannya sangat popular dalam industri tenaga dan teknologi. Kumpulan ini termasuk 17 logam, termasuk 15 unsur logam di bahagian bawah jadual berkala, bersama dengan 2 unsur yttrium dan skandium.

Unsur yang paling berharga ialah neodymium, praseodymium, terbium dan dysprosium, yang bertindak sebagai magnet kecil yang berkuasa, komponen utama dalam peranti elektronik seperti telefon pintar, bateri kereta elektrik dan turbin angin. Walau bagaimanapun, bekalan nadir bumi yang terhad adalah kebimbangan utama bagi syarikat dan kerajaan yang mengeluarkan keperluan moden ini.

Nadir bumi sebenarnya tidak begitu jarang. Menurut kajian USGS tentang kelimpahan kristal pelbagai unsur (berapa banyaknya secara purata dalam kerak bumi), kebanyakan nadir bumi ditemui dalam kuantiti yang hampir sama dengan logam biasa seperti kuprum dan zink. "Mereka pastinya tidak jarang seperti logam seperti perak, emas, dan platinum," kata Aaron Noble, seorang profesor di Virginia Tech.

Tetapi mengekstraknya daripada sumber semula jadi adalah amat sukar. "Masalahnya ialah mereka tidak tertumpu di satu tempat. Terdapat kira-kira 300 miligram nadir bumi dalam setiap kilogram syal di seluruh Amerika Syarikat," kata Paul Ziemkiewicz, pengarah Institut Penyelidikan Air West Virginia.

Biasanya, logam terkumpul di kerak bumi disebabkan oleh pelbagai proses geologi, seperti aliran lava, aktiviti hidroterma, dan pembinaan gunung. Walau bagaimanapun, sifat kimia luar biasa unsur nadir bumi bermakna ia tidak selalunya terkumpul bersama di bawah keadaan istimewa ini. Jejak nadir bumi bertaburan di seluruh planet, menjadikan pengekstrakannya tidak cekap.

Kadangkala, persekitaran bawah tanah berasid boleh meningkatkan sedikit jumlah unsur nadir bumi di lokasi tertentu. Tetapi mencari lokasi ini hanyalah cabaran pertama.

Secara semula jadi, logam wujud sebagai campuran yang dipanggil bijih, yang mengandungi molekul logam yang terikat kepada bukan logam lain (ion balas) oleh ikatan ionik yang kuat. Untuk mendapatkan logam tulen, orang ramai perlu memutuskan ikatan ini dan mengeluarkan bukan logam. Kesukaran kerja bergantung kepada logam dan bukan logam yang terikat padanya.

"Bijih tembaga biasanya datang dalam bentuk sulfida (bahan kimia yang terdiri daripada sulfur dan unsur-unsur lain). Anda memanaskan bijih ke titik di mana sulfida melarikan diri sebagai gas dan tembaga tulen jatuh ke bahagian bawah reaktor. Itu proses pengekstrakan yang agak mudah. Beberapa jenis lain, seperti oksida besi, memerlukan bahan tambahan untuk melepaskan logam. Tetapi pemisahan nadir bumi adalah lebih rumit, "kata Ziemki.

Logam nadir bumi mempunyai tiga cas positif dan membentuk ikatan ionik yang sangat kuat dengan pembilang fosfat, setiap satunya mempunyai tiga cas negatif. Oleh itu, proses pengekstrakan mesti mengatasi ikatan yang sangat kuat antara logam positif dan fosfat negatif.

"Bijih nadir bumi adalah mineral yang sangat stabil dari segi kimia, dan ia memerlukan banyak tenaga dan kuasa kimia untuk memecahkannya. Biasanya, proses itu memerlukan pH yang sangat rendah, keadaan yang keras, dan suhu yang sangat tinggi kerana ikatan dalam bijih adalah sangat kuat, "kata Noble.

Kesukaran untuk mengasingkan unsur-unsur tulen telah menjadikan mereka nama "bumi nadir". Sesetengah pakar sedang menyelidik kaedah baharu untuk mengitar semula dan mengekstrak logam berharga ini daripada sisa industri dan elektronik lama untuk mengurangkan tekanan ke atas bekalan semasa. Mereka juga cuba mencipta semula sifat magnetik dan elektronik unik nadir bumi dalam sebatian baharu, dengan harapan ia akan menjadi alternatif yang lebih mudah diakses. Walau bagaimanapun, pada masa ini tiada alternatif yang berdaya maju untuk nadir bumi, walaupun permintaan semakin meningkat.

Thu Thao (Menurut Live Science )

Pautan sumber