نایاب زمینی عناصر، 17 دھاتوں کا ایک گروپ، زمین کی پرت میں نسبتاً بہت زیادہ ہیں، لیکن ان کا اخراج انتہائی مشکل ہے۔
نیوڈیمیم، میرے لیے انتہائی مشکل نایاب زمینی عناصر میں سے ایک۔ تصویر: آر ایچ جے/گیٹی
نایاب زمینی عناصر بہت سے مفید خصوصیات کے مالک ہیں، جس کی وجہ سے وہ توانائی اور ٹیکنالوجی کی صنعتوں میں بہت زیادہ مطلوب ہیں۔ اس گروپ میں 17 دھاتیں شامل ہیں جن میں متواتر جدول کے آخر میں 15 دھاتیں، یٹریئم اور سکینڈیم کے ساتھ شامل ہیں۔
ان عناصر میں سے سب سے قیمتی نیوڈیمیم، پراسیوڈیمیم، ٹربیئم اور ڈسپروسیم ہیں، جو انتہائی طاقتور چھوٹے میگنےٹ کے طور پر کام کرتے ہیں، جو الیکٹرانک آلات جیسے اسمارٹ فونز، الیکٹرک گاڑیوں کی بیٹریاں، اور ونڈ ٹربائنز کا ایک اہم جزو ہیں۔ تاہم، ان جدید ضروریات کو تیار کرتے وقت نایاب زمینی عناصر کی محدود فراہمی کمپنیوں اور حکومتوں کے لیے ایک بڑی تشویش ہے۔
نایاب زمینی عناصر درحقیقت اتنے نایاب نہیں ہیں۔ یو ایس جیولوجیکل سروے (USGS) کی تحقیق کے مطابق مختلف عناصر کی کرسٹل لائن کی کثرت (زمین کی پرت میں اوسط دستیابی)، زیادہ تر نایاب زمینی عناصر تقریباً اتنی ہی مقدار میں موجود ہیں جتنی عام دھاتیں جیسے تانبے اور زنک میں۔ ورجینیا پولی ٹیکنک یونیورسٹی کے پروفیسر آرون نوبل نے کہا کہ "یہ یقینی طور پر چاندی، سونا یا پلاٹینم جیسی دھاتوں کی طرح نایاب نہیں ہیں۔"
تاہم، انہیں قدرتی ذرائع سے نکالنا انتہائی مشکل ہے۔ ویسٹ ورجینیا واٹر ریسرچ انسٹی ٹیوٹ کے ڈائریکٹر پال زیمکیوچز نے کہا کہ "مسئلہ یہ ہے کہ وہ ایک جگہ پر مرتکز نہیں ہیں۔ پورے امریکہ میں ہر کلو گرام شیل میں تقریباً 300 ملی گرام نایاب زمینی عناصر موجود ہیں۔"
عام طور پر، دھاتیں مختلف ارضیاتی عمل، جیسے لاوے کے بہاؤ، ہائیڈرو تھرمل سرگرمی، اور پہاڑ کی تشکیل کی وجہ سے زمین کی پرت میں مرتکز ہوتی ہیں۔ تاہم، نایاب زمینی عناصر کی غیر معمولی کیمیائی خصوصیات کا مطلب ہے کہ وہ عام طور پر ان مخصوص حالات میں ایک ساتھ مرکوز نہیں ہوتے ہیں۔ نایاب زمینوں کے نشانات پورے سیارے میں بکھرے ہوئے ہیں، جس سے ان کا اخراج کم موثر ہوتا ہے۔
کبھی کبھار، تیزابی زیر زمین ماحول بعض جگہوں پر نایاب زمینی عناصر کی سطح کو قدرے بڑھا سکتا ہے۔ تاہم، ان مقامات کو تلاش کرنا صرف پہلا چیلنج ہے۔
فطرت میں، دھاتیں مرکب کے طور پر موجود ہوتی ہیں جنہیں ایسک کہتے ہیں، جس میں دھاتی مالیکیولز مضبوط آئنک بانڈز کے ذریعے دیگر غیر دھاتوں (اینٹی آئنوں) سے جڑے ہوتے ہیں۔ خالص دھات حاصل کرنے کے لیے، ان بانڈز کو توڑنا چاہیے اور غیر دھات کو ہٹا دینا چاہیے۔ اس کام کی مشکل دھات اور غیر دھات پر منحصر ہے جس کے ساتھ یہ بندھا ہوا ہے۔
"کاپر ایسک عام طور پر سلفائیڈز (کیمیائی مرکبات جس میں سلفر اور دیگر عناصر ہوتے ہیں) کی شکل میں ظاہر ہوتا ہے۔ آپ ایسک کو اس وقت تک گرم کرتے ہیں جب تک کہ سلفائیڈز گیس کے طور پر باہر نہ نکل جائیں، اور خالص تانبا ری ایکٹر کے نچلے حصے میں بس نہ جائے۔ یہ کافی آسان نکالنے کا عمل ہے۔ کچھ دوسرے، جیسے آئرن آکسائیڈز، دھات کو چھوڑنے کے لیے زیادہ پیچیدہ عناصر کی ضرورت ہوتی ہے۔" Ziemkiewicz وضاحت کرتا ہے.
نایاب زمینی دھاتوں میں تین مثبت چارجز ہوتے ہیں اور فاسفیٹ اینٹیئنز کے ساتھ انتہائی مضبوط آئنک بانڈز بناتے ہیں، جن میں سے ہر ایک پر تین منفی چارج ہوتے ہیں۔ لہذا، نکالنے کے عمل کو مثبت دھات اور منفی فاسفیٹ کے درمیان انتہائی مضبوط بانڈ پر قابو پانا ضروری ہے۔
"نایاب زمینی کچ دھاتیں بہت کیمیاوی طور پر مستحکم معدنیات ہیں، ان کو توڑنے کے لیے بہت زیادہ توانائی اور کیمیائی طاقت کی ضرورت ہوتی ہے۔ عام طور پر، اس عمل کے لیے انتہائی کم پی ایچ لیول، سخت حالات اور انتہائی زیادہ درجہ حرارت کی ضرورت ہوتی ہے کیونکہ ایسک کے اندر بانڈز ناقابل یقین حد تک مضبوط ہوتے ہیں،" نوبل نے کہا۔
خالص عناصر کو نکالنے میں دشواری نے انہیں "نایاب زمین" کا نام دیا ہے۔ کچھ ماہرین صنعتی فضلے اور پرانے الیکٹرانکس سے ان قیمتی دھاتوں کو ری سائیکل کرنے اور نکالنے کے نئے طریقوں پر تحقیق کر رہے ہیں تاکہ موجودہ سپلائیز پر دباؤ کو کم کیا جا سکے۔ وہ نئے مرکبات میں نایاب زمینوں کی منفرد مقناطیسی اور الیکٹرانک خصوصیات کو دوبارہ بنانے کی بھی کوشش کر رہے ہیں، امید ہے کہ یہ نئے مرکبات مزید قابل رسائی متبادل بن جائیں گے۔ تاہم، بڑھتی ہوئی طلب کے باوجود نایاب زمینوں کے لیے فی الحال کوئی موثر متبادل نہیں ہے۔
تھو تھاو ( لائیو سائنس کے مطابق)
ماخذ لنک
تبصرہ (0)