世界が化石燃料から移行するにつれて、レアアース元素 (REE) の需要は増加する一方です。これらの要素は、グリーン エネルギーへの移行を可能にする技術の生産に不可欠です。希土類希土類は技術的には珍しいものではありませんが、大規模な鉱床は世界中のわずかな場所（主に中国）でのみ発見されており、抽出は困難です。

「に切り替えたい場合は、電気自動車2035年までに、そして2050年までに純ゼロになるためには、これらの金属の新たな供給源が必要になるでしょう」と、レジーナ大学で希土類元素を研究している博士課程の候補者であるブレンダン・ビショップは言う。

ビショップと彼の同僚は、これらの貴重な元素の新しい発生源の可能性を研究してきました。それは、廃棄物として生成される灰です。石炭火力発電所。研究者らは米国と中国の石炭廃棄物中の希土類元素を調査しているが、カナダの石炭から出る灰についてはほとんど研究が行われていない。

研究チームはアルバータ州とサスカチュワン州の石炭火力発電所から出た灰のサンプルを分析し、灰に含まれる希土類元素の量と、それらをどのように抽出できるかを調べた。カナダの石炭灰中の希土類元素の濃度は、世界の他の地域の灰中に含まれる希土類元素濃度と同等ですが、希土類元素が石炭灰全体に均一に分散しているかどうかについては疑問が残っていました。灰の粒子または遺灰の中に含まれる特定のミネラルが濃縮されています。

サスカチュワン大学 (USask) のカナダ光源 (CLS) の強力な X 線ビームラインを使用して、ビショップ氏は灰を調査し、イットリウムと呼ばれる希土類元素を探しました。彼らは、それが灰粒子内の特定の鉱物相に分布しており、ほとんどの場合、ゼノタイムなどのケイ酸塩またはリン酸塩の形で存在し、石炭が燃焼しても変化しないことを発見しました。その作品は、出版されたで環境科学技術。

ビショップ氏は、このデータは、灰からレアアースを回収するための効率的で環境に優しいプロセスの開発に役立つ可能性があると述べています。「これは、回復プロセスを開発する際に重要になります。希土類元素「これは技術的に挑戦的です。この場合、ゼノタイムは鉱石鉱物であるため、既存のプロセスを使用して石炭灰用に修正できるかもしれません。」と彼は言います。

石炭灰から抽出できる希土類元素の量は、回収プロセスによって決まるとビショップ氏は言う。しかし、彼は、それが短期から中期の金属の優れた供給源になる可能性があると考えています。濃度は特に高くありませんが、廃棄石炭灰が豊富にあるという事実によって相殺されます。灰全体の濃度もかなり均一であるため、採掘された鉱石の場合のように複雑な選別は必要ありません。採掘プロセスが完成すると、探査から生産までに最大 17 年の空白が生じることが多い新しい鉱山の開採よりもはるかに早くなります。

灰からレアアースを回収することも、循環経済に向けた重要な一歩です。灰の一部はコンクリートの製造に使用されますが、ほとんどは発電所近くの埋め立て地または尾滓池に放置されています。

「環境への負担がなくなるだけでなく、クリーン エネルギー技術に必要な金属も得られます」とビショップ氏は言います。