گروه رسانه‌ای پردازش- کتاب “عناصر نادر خاکی از معدن تا بازار” نوشته دکتر مریم کارگرراضی، عضو هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران-شمال در ۹۰۰ صفحه و ۱۴ فصل منتشر شد.

عناصر نادر خاکی یا REEها شامل ۱۷ عنصر مشابه در جدول تناوبی می باشند که ۱۵ تای آنها در سری لانتانیدها به اضافه ایتریم و اسکاندیم قرار دارند و به عنوان نادرهای خاکی سبک و سنگین دسته بندی می شوند.

این عناصر جذاب و اسرار آمیز نه نادر هستند و نه خاکی! و این نام کنایه ای بیش نیست. فراوانی آنها نسبت به خیلی عناصر دیگر بیشتر است ولی به دلیل پراکندگی اغلب منشا تمرکز یافته و درصد بالا ندارند این عناصر در کیهان و کرات دیگر نیز شناسایی شده اند و لذا صرفا متعلق به کره خاکی ما نمی باشند.

چین، بیشترین معادن و ذخایر REEها در جهان را دارد و بزرگترین تولید کننده و صادر کننده انواع REEها به صورت فلزی، میش متال، اکسیدی و نمک می باشد. عمده مصرف این عناصر به صنایع فرافناورانه اختصاص دارد که پایه های اقتصادی، امنیتی و سیاسی جوامع امروز می باشند. لذا امکان دسترسی به تهیه و تولید عناصر نادر خاکی، آن را به یک قدرت همه جانبه در عرصه های جهانی تبدیل نموده است. به طوری که طی چند سال اخیر، بازار عرضه و تقاضا در تمامی طول زنجیره تأمین به چین بستگی خواهد داشت.

فناوری روش های استحصال، تخلیص و جداسازی بر پایه حداقل واکنشگرها و انرژی صرف شده از یک سو و رسیدن به بیشترین بازدهی و عیار با حداقل آلایندگی زیست محیطی محور اصلی تولید بوده به طوری که تکنولوژی های نوین فرایندهای شیمیایی معدنی را به سمت فناوری های سبز سوق داده است.

اثری را که پیش رو دارید برگرفته از آخرین مقالات و مراجع و کتابهای بین المللی در مباحث مرتبط با عناصر نادر خاکی در موضوعات شیمیایی مباحث نظری ، کانی شناسی، زمین شناسی و ژئوشیمیایی، معدن، اقتصاد و بازار، تولید فرآیند، بازیافت و زیست محیطی، کاتالیست و نانوتکنولوژی و در نهایت دستاوردهای نوین می باشد .

این مباحث بر مبنای تجربه برحسب اولویت سنجی های روز در راستای پیشرفت های نوین، تالیف، گردآوری و به قلم تحریر آمده است. نظر به پیشرفت روزافزون در دانش مواد فرافناور عناصر نادر خاکی ُ  کاربردهای بسیاری که از زندگی روزمره تا صنایع مختلف تاثیرگذار بوده و می باشد، دستیابی به مرجعی جامع برای کارشناسان و دست اندرکاران مرتبط با این موضوع ضرورت می یابد.

     کتاب عناصر نادر خاکی از معدن تا بازار به نوعی به عنوان مرجعی مشتمل بر ۱۴ فصل می باشد. که با معرفی اولیه و کامل ویژگی ها و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی از دیدگاه شیمی معدنی و مکانیسم و واکنش های شیمیایی در فصل اول شروع شده و در فصل دوم به ارائه کاربردهای این عناصر در صنایع مختلف و تاثیرگذاری آنها در هر صنعت می پردازد.

     عناصر نادر خاکی در عرصه تجارت جهانی عنوان فصل سوم است که از جنبه های متعدد، منابع و محصولات نهایی را از منظربازارهای مختلف جهانی وسیاست های حاکمیتی موثر بر آنها تحلیل می نماید. اینکه چگونه این عناصر در مسیر توسعه قرار گرفته و سمت و سوهای فناوری را در خدمت به بشریت طی نموده اند تا آنجا که  ابزار سیاستمداران در بهره گیری از فناوری های نوین می شوند در فصل چهارم مورد بررسی و بحث به اختصار قرار گرفته است.

در فصل پنجم کتاب مروری بر زمین شناسی ژئوشیمی و ذخایر عناصر نادر خاکی شناخته شده به صورت بسیار خلاصه خواهیم داشت.

مجموعه مباحث آشنایی با معدنکاری و اصول و تولید کنسانتره عناصر نادر خاکی از منابع اولیه آنها بر مبنای تجربه عملیاتی مولف در فصل ششم تحلیل شده و تا حد ممکن مقایسه و استدلال روشهای معرفی شده مورد بحث قرار گرفته اند.

مروری بر روش های فراوری هیدرومتالوژیکی در تهیه کنسانتره و به عیارسازی تولید آلیاژهای عناصر نادر خاکی و فلز خالص همراه با تحلیل های شیمیایی در واکنش های مرحله ای و مقایسه هر فناوری بر مبنای مواد اولیه به کار رفته در کنار نمونه پروژه ها و طرح های صنعتی جهانی در فصل هفتم به تحریر آمده است.

در فصل هشتم مبانی فرآیند استخراج حلالی به عنوان مهمترین بخش در جداسازی عناصر نادر خاکی به صورت پایه ای بحث شده و جزییات انواع روش و واکنشگرهای شیمیایی همراه با موردهای عملیاتی در مقیاس های پایلوت آزمایشگاهی تا پلنت های صنعتی بررسی شده است.

فصل نهم مهمترین کاربرد عناصر نادر خاکی را در صنعت کاتالیست به ویژه کاتالیزورهای پایه معدنی در تمامی عرصه های صنعتی و علوم کاربردی معرفی نموده و به اختصار به معرفی انواع کاتالیزورها و روشهای تولید آنها با شرح مکانیسم های مرتبط می پردازد.

از مهمترین کاربردهای دیگر صنعتی REEها، به کارگیری آنها در صنعت مغناطیس به عنوان آهنرباهای دائمی می باشد بخش دهم این کتاب به تاثیر عناصر نادر خاکی در تولید انرژی های پاک به عنوان عناصر کلیدی در ساخت مگنت های دائمی اشاره دارد و دسته بندی مختصر و جامعی در مورد انواع مغناطیس های REE دار با ذکر کاربرد و ویژگی های آنها خواهد داشت.

مواد لومینسانس، عناصر نادر خاکی مرتبط با نشر و جذب نور در شرایط تعریف شده با طول موج های خاص می باشد که از ویژگی های منحصر به فرد آنها است. فصل یازدهم به شیمی فسفرهای عناصر نادر خاکی یعنی موادی که خواص لومینسانس دارند می پردازد و از کاربردهای فرافناورانه آنها برحسب ماهیت فیزیکی و شیمیایی در مبحث مواد اپتیکی در کنار تحلیل های فتوشیمی معدنی سخن می گوید.

در فصل دوازدهم، نانوفناوری عناصر نادر خاکی را با توجه به کاربردهای گسترده در علوم و صنایع مختلف معرفی نموده و در ادامه بحث فنی در مورد روش های سنتز و تولید انواع نانو مواد بر پایه REE یا مواد پایه مختلف حاوی نانو عناصر نادر خاکی پرداخته شده است و در آخر مبحث نانو مینرالها از پیدایش تا سنتز و شناسایی و منشا آنها را خواهیم داشت.

فصل سیزدهم به نوعی اطلاعات تکمیلی ۱۷ عنصر نادر خاکی را به صورت مجزا شامل تمام موارد و مشخصات عنصری تا تاریخچه، منشاء، روش های تولید آزمایشگاهی و صنعتی با ایمنی و حفاظت شخصی در قالب الگوی یکسانی ارائه می دهد.

کاربردها و تحقیقات نوین دانش بنیان بر روی عناصر نادر خاکی در جذب زیستی مبحث بیوتکنولوژی و همچنین چرخه زیستی در خاک و گیاه ناشی و اثرات کودهای شیمیایی به صورت موردی بیان می شود. همچنین فناوری نانو در انتقال دارو و سنتز نانو سریم و نانو لانتانیم از کنسانتره صنعتی REE از جمله موضوعات انجام شده توسط مؤلف و پژوهشگران همکار می باشد که در فصل چهاردهم به آنها اشاره شده است. به علاوه خلاصه ای از اطلاعات سم شناسی هر عنصر به همراه سلامت شغلی و موضوعات حفاظتی در مواجهه با عناصر نادر خاکی به صورت جدول بندی شده در انتهای این فصل آورده شده است.

بخش ضمیمه کتاب حاوی فهرست اشکال، نمودارها و جداول می باشد ضمن آنکه واژه نامه ای هر چند گزیده صرف استفاده از واژگان تخصصی در حوزه معدن و صنایع شیمی معدنی پیش روی خوانندگان محترم می باشد.

امید است تالیف این کتاب که از سال ۱۳۹۱ آغاز شد، مورد توجه و استقبال دانشجویان، اساتید، دانش پژوهان، مدیران و کارشناسان متخصص در حوزه صنایع شیمی معدنی، معدن و فرآوری قرار بگیرد.