石炭灰廃棄物の中に隠された膨大な量の希土類元素(Enormous Cache of Rare Earth Elements Hidden Inside Coal Ash Waste)

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2024-11-19 テキサス大学オースチン校(UT Austin)

テキサス大学オースティン校の研究によると、米国に蓄積された石炭灰には、国内の希土類元素(REE)の埋蔵量を大幅に増加させる可能性のある約1,100万トンのREEが含まれています。これは、現在の国内埋蔵量の約8倍に相当します。石炭灰は、石炭燃焼後に残る廃棄物で、これまで環境問題として扱われてきましたが、研究者たちはこの廃棄物からREEを抽出することで、環境への影響を軽減しつつ、資源を有効活用できると指摘しています。特に、アパラチア盆地の石炭灰は、平均431 mg/kgの高濃度のREEを含んでいますが、抽出可能な割合は30%にとどまります。一方、パウダーリバー盆地の石炭灰は、平均264 mg/kgと低濃度ですが、抽出可能な割合は70%に達します。この研究は、石炭灰からのREE抽出が、米国のREE供給の多様化と環境保護の両面で有望であることを示しています。

<関連情報>

米国における石炭灰資源とレアアース生産の可能性 Coal ash resources and potential for rare earth element production in the United States

Robert C. Reedy,Bridget R. Scanlon,Davin A. Bagdonas,James C. Hower,Dennis James,J. Richard Kyle & Kristine Uhlman
International Journal of Coal Science & Technology  Published:17 September 2024
DOI:https://doi.org/10.1007/s40789-024-00710-z

石炭灰廃棄物の中に隠された膨大な量の希土類元素(Enormous Cache of Rare Earth Elements Hidden Inside Coal Ash Waste)

Abstract

The renewable energy industry is heavily reliant on rare earth elements, underscoring the need to develop resources and production. The objective of this work was to estimate coal ash resources and potential for extraction of rare earth elements using data for the US. Data on spatiotemporal variability in coal ash resources and disposition were compiled from various federal databases and rare earth elements levels in ash were compiled from the literature. Results show that ~ 52 gigatons (Gt) of coal were produced in the US (1950–2021). Power plants account for most of the coal use, particularly since 1980. Coal ash (5.3 Gt) represents a mean of 10% of coal by weight, ranging from 6% for subbituminous to 14% for lignite. About 70% of coal ash is potentially accessible for rare earth element extraction (1985–2021) and was disposed in landfills and ponds with the remaining coal ash used onsite or sold. Median values of total rare earth elements are much higher in ashes derived from the Appalachian Basin (median 431 mg/kg) than in the Illinois (282 mg/kg) or Powder River basins (264 mg/kg). Considering the market value of rare earth oxides, potentially accessible ash volumes, and percent rare earth element extraction (30% Appalachian and Illinois Basins; 70% Powder River Basin) results in an estimated $8.4 billion value. This study provides fundamental information on accessible coal ash resources in the US, linkages to coal sources, and preliminary estimates of rare earth element levels for future development within the US.

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