Process Mining в банках – важный элемент цифровой трансформации » Мнения экспертов
Сегодня технология Process Mining (PM) рассматривается российскими компаниями как один из неотъемлемых элементов цифровой трансформации. Банки – не исключение. Там процессная аналитика выступает одним из ключевых факторов в конкурентной борьбе между представителями рынка, помогая совершенствовать клиентский опыт и повышать эффективность различных, в том числе ключевых, бизнес-процессов.
Леонид Чернявский, директор по развитию ГК «РАМАКС», рассказал о том, как сегодня технология Process Mining помогает российским банкам (и не только) оптимизировать свою деятельность, как использовать PM еще более эффективно и что ожидать от технологии в ближайшем будущем.
Восстанавливаем реальный ход бизнес-процессов по цифровым следам
Начнем с небольшого ликбеза. Что такое Process Mining, что он собой представляет?
Process Mining – это набор методов и технологий, необходимых для ведения качественной цифровой трансформации любых бизнес-процессов.
В каждой крупной компании, с одной стороны, есть относительно четкое описание последовательности действий персонала, зафиксированное в регламентах, инструкциях и протоколах. С другой стороны, есть также собственное понимание руководства компании, опирающееся на какие-то оперативные аналитические отчеты из классических BI-систем. С третей стороны, есть сотрудники компании, которые каждый день руками выполняет часть операций большого сквозного бизнес-процесса, описанного в регламенте или присутствующего в BI-отчете на столе руководителя. У этих сотрудников есть абсолютно свое понимание специфики и течения каждой конкретной последовательности действий. Но когда внедряется Process Mining, этакий универсальный рентгеновский аппарат, «подсвечивается» реальная картина течения тех или иных операций по участникам, их действиям, отступлениям от регламентов и инструкций, «узким местам», то получается абсолютно другая история – четвертое и самое приближенное к реальности видение организации бизнес-процессов в компании.
В итоге получаем следующее. В компании есть стандартный набор инструментов, которые помогают собирать и анализировать информацию из корпоративных баз данных. К ним можно отнести вышеупомянутые классические системы операционного и стратегического бизнес-анализа (Business Intelligence, сокр. BI), которые предоставляют отчетность в формате дашбордов, графиков, таблиц. На ее основе топ-менеджеры могут отслеживать прибыльные и убыточные направления бизнеса, а также динамику доходов и расходов, отдел продаж может контролировать выполнение планов и оптимизировать планирование, финансисты – планировать бюджеты, получать консолидированную отчетность и управлять расходами. Эти системы хорошо справляются с оценкой KPI, моделируют результаты действий на основе принимаемых решений.
Если же говорить о Process Mining, то данные методы и технологии позволяют взглянуть на совокупность различных метрик, оценить, сколько было вариантов выполнения процесса, увидеть, какие были отклонения от базового пути реализации, сколько времени понадобилось на то или иное действие. Со всеми этими задачами классический BI справиться не в состоянии.
При этом важно понимать, что любой бизнес-процесс – это целая цепочка событий, которая подразумевает разную последовательность действий для отдельных его участников. Для их анализа как раз и подходят системы класса Process Mining – в них заложены математические алгоритмы, позволяющие качественно и быстро восстанавливать реальный ход бизнес-процессов по цифровым следам.
Финансовый сектор – лидер по внедрению ProcessMining
Последние несколько лет Process Mining в России наиболее активно внедряют финансовая, нефтегазовая и телеком отрасли, но банки – безусловный лидер среди них.
Первая группа – это все фронтальные бизнес-процессы, связанные с обслуживанием клиентов. Вторая группа – процессы back-офиса. В 2016-2019 годах RAMAX Group реализовала ряд совместных проектов с банком экс-ВТБ24 и Группой ВТБ. Наше плодотворное сотрудничество продолжается и в непростом 2020-м.
Совместную проектную деятельность мы начали с оптимизации выдачи кредитов физическим лицам в банке экс-ВТБ24. Ключом к успеху этого проекта стала совокупность нескольких факторов. Во-первых, банки всегда оцифрованы и уже давно работают в цифре, и экс-ВТБ24 не стал исключением. Мы достаточно быстро нашли процессы, где Process Mining может быть успешно применен. Во-вторых, в банках работают достаточно прогрессивные люди, так что человеческий фактор сыграл в данном случае нам на руку.
Несомненно, надо отдать должное тем людям, которые работали и продвигали эту историю в самом банке. В-третьих, мы взяли для анализа и оптимизации верный бизнес-процесс, т.к. в 2016 году была относительно хорошая макроэкономическая ситуация, и розничный блок банка активно развивался. Он понимал, что рост количества выданных кредитов физлицам нужно стимулировать, повышать качество обслуживания клиентов, заниматься классическим захватом доли рынка.
Как итог, именно названные три фактора позитивно повлияли на то, чтобы мы успешно запустили проект. Далее мы переключились на кредитование МСБ, а позже перешли на зарплатные проекты. Что касается второго варианта применения Process Mining, процессов для back-офиса, в ВТБ технология коснулась процесса закупок.
В результате выполнения проекта за счет повышения производительности сотрудников на 6-8% увеличилась производительность процессов. Оценка применявшейся технологии продаж позволила заменить ее на более эффективную и сократить потери продаж на 3,5%.
После публичного анонсирования успешной реализации проекта в экс-ВТБ24 интерес к технологии начали активно проявлять все крупнейшие банки страны, и сегодня нет такого банка из ТОП-20, с которым мы бы не контактировали по этому поводу. С рядом из них запустили аналогичные проекты в области Process Mining.
Из публичных можно отметить кейс с банком УБРиР. Внедрив Process Mining, мы предоставили банку прозрачные метрики как всего бизнес-процесса, так и отдельных его участков. За четыре месяца с момента внедрения проекта банк получил первые результаты: продажи кредитных продуктов увеличились на 4%, наметился план мероприятий, реализация которого позволит клиентам банка проводить на 20% меньше времени в отделении при оформлении услуг, что существенно ускорит бизнес-процессы розничного блока УБРиР.
Сопутствующие технологии
Как уже отмечалось, для успешного применения Process Mining необходима аналитика процессов, имевших место в прошлом.
Общая картина для исследуемой последовательности собирается двумя путями. Первый – расширением возможности логирования анализируемой системы при условии, что это не ограничит ее быстродействие. Второй – установкой специального программного обеспечения (так называемых «агентов») на компьютеры пользователей, принимающих участие в том или ином процессе. Это ПО фиксирует любую активность пользователя на его ПК, что позволяет увидеть детализированный срез по операциям в конкретном процессе. Допустим, человек открыл браузер, система это зафиксировала. Информация собирается с персонального компьютера и передается в централизованную базу данных, откуда мы можем потреблять информацию о цифровых следах.
Среди технологий, способных работать в связке с Process Mining, стоит назвать RPA (robotic process automation – от англ. роботизированная автоматизация процессов). Process Mining помогает проследить, какие операции требуют ручного выполнения и спрогнозировать эффективность их роботизации. В некоторых промышленных предприятиях степень утилизации роботов достигает 50%, но PM позволяет достичь еще большей эффективности.
Еще одна технология, заслуживающая внимания в контексте, – machine learning. Некоторые модели обучения уже «вшиты» в Process Mining. Такая «связка» помогает наблюдать за уже стандартизованным процессом, выявлять его «узкие места» и нежелательные отклонения от регламента. Обучение моделей проходит на основе прошлого опыта компании, что помогает делать предсказания для будущих процессов.
Развитие ProcessMining на российском рынке
В России количество успешно реализованных проектов в области Process Mining пока небольшое относительно мировой статистики.
В открытом доступе можно найти не более десяти успешных внедрений. Больше всего на российском рынке в PM нуждаются крупные бренды из финансовой отрасли и производственного сектора. Они получают максимально быстрые экономические эффекты от оптимизации процессов обслуживания клиентов, повышают его качество, сокращают затраты и производственные циклы, повышают эффективность процесса технического обслуживания и ремонта оборудования. Что касается процессных областей, то чаще всего Process Mining используется для оптимизации процессов закупки и логистики, например, на промышленных предприятиях или в ритейл-индустрии.
Среди зарубежных вендоров на российском рынке решений лидирует Celonis. Однако стали появляться и отечественные разработки, за которыми мы активно следим, развитию некоторых – способствуем.
Относительно низкие темпы роста числа проектов по внедрению Process Mining обусловлены тем, что сейчас многие компании на российском рынке пока не готовы к внедрению подобных решений.
Зачастую это связано с тем, что какие-то отрасли еще не полностью ушли «в цифру», и многие процессы пока недостаточно автоматизированы. При этом есть положительные тенденции. Например, тренд на диджитализацию государственного сектора позволяет прогнозировать рост интереса корпораций к технологии.
Тренды в применении Process Mining. Не последовательным процессом единым
В конце 2019 года все внедрения Process Mining проходили по примерно идентичному сценарию. Рассматривался подлежащий оптимизации бизнес-процесс (либо сквозной процесс полностью, либо какой-то его участок), производилось повышение его эффективности. Далее переходили к следующему процессу. И вот так, постепенно и насколько хватает ресурсов заказчика, шли от одного процесса к другому, развивая внутренний центр компетенций, который поддерживает технологию Process Mining внутри банка.
Сегодня можно выделить еще два тренда, где уместно и эффективно применять Process Mining. Первый – сценарий, когда есть два идентичных процесса и их нужно совместить или «спрямить».
Такое происходит в случае, когда, например, одна компания купила другую. В обеих есть отдел закупок, и нужно плавно перевести одну компанию на процессы другой, которые признаны эталонными. Celonis Process Mining помогает этот процесс пройти наиболее безболезненно.
Другой тренд – когда идет введение новой системы, например, ERP. С помощью Process Mining процесс миграции со старой системы на новую проходит на 30% быстрее и гораздо менее затратно. Мы уже «в цифре» видим, как работало ранее установленное решение и как выглядит новый процесс с применением новой системы, как мигрируют старые процессы в новую систему, идут ли они по запланированному пути или путь тоже как-то трансформируется. Здесь основная ценность в том, что ответственный за миграцию видит всю картину сразу оцифрованной онлайн и (ключевой фактор) может ею управлять.
Будущее Process Mining – симулирование бизнес-процессов и создание цифровых двойников банков
Позволю себе аллегорию, представив организацию, в нашем случае – банк, живым единым биологическим организмом.
В любом организме есть свои органы, есть кровеносная система. Мы смотрим на бизнес-процесс с точки зрения кровеносной системы, влияющей на все органы, и улучшаем её, думая, что результат «разольется» на все органы рано или поздно, и будет достигнут единый положительный эффект синергии.
Но, если посмотреть на отдельный процесс в частности, то он не работает сам по себе, он так или иначе влияет на все остальные «органы» нашей компании. Так вот, важно, чтобы было возможно посмотреть на совокупность работы всех органов-процессов в компании и спрогнозировать каким образом изменения в одном косвенно будут влиять на другие. В результате мы получаем такую систему, где последовательно видим влияние одних факторов на другие. Оно происходит не всегда, но все процессы тем или иным образом коррелируют между собой и влияют друг на друга.
RAMAX Group запустила продуктовую линейку СИМБА, представляющую собой эволюцию технологии Process Mining для симуляции сценариев бизнес-процессов. Решение является следующим шагом на пути к построению среды цифровой трансформации и созданию своего Цифрового двойника организации (англ.
Digital Twin of Organization, DTO). С помощью СИМБА любой банк сможет не просто оптимизировать один или несколько бизнес-процессов, а построить цифровую среду для увеличения доходности бизнеса.
Цифровой двойник предоставляет бизнес-модель функционирования банка, имитацию реакции на изменения внешней бизнес-среды или внутренних процессов. Это позволяет сократить время и затраты на внедрение организационных изменений и рисков, связанных с цифровой трансформацией, исключает необходимость экспериментов. СИМБА от RAMAX Group позволяет задать параметры планируемых изменений в эффективности (длительность шага, разброс времени работы, изменение хода процесса), получить автоматически рассчитанный результат изменений с учетом всех нюансов, увидеть, какие показатели сильнее всего влияют на эффективность работы банка.
Но это уже – тема для отдельной колонки.
По материалам PLUSworld.ru
Добыча данных (Data Mining) · Loginom Wiki
Синонимы: Разработка данных, Интеллектуальный анализ данных, DM
Разделы: Бизнес-задачи
Loginom: Data Mining
Data Mining — это методология и процесс обнаружения в больших массивах данных, накапливающихся в информационных системах компаний, ранее неизвестных, нетривиальных, практически полезных и доступных для интерпретации знаний, необходимых для принятия решений в различных сферах человеческой деятельности.
Data Mining является одним из этапов более масштабной методологии Knowledge Discovery in Databases.
Знания, обнаруженные в процессе Data Mining, должны быть нетривиальными и ранее неизвестными. Нетривиальность предполагает, что такие знания не могут быть обнаружены путем простого визуального анализа. Они должны описывать связи между свойствами бизнес-объектов, предсказывать значения одних признаков на основе других и т.д. Найденные знания должны быть применимы и к новым объектам.
Практическая полезность знаний обусловлена возможностью их использования в процессе поддержки принятия управленческих решений и совершенствовании деятельности компании.
Знания должны быть представлены в виде, понятном для пользователей, которые не имеют специальной математической подготовки. Например, проще всего воспринимаются человеком логические конструкции «если, то». Более того, такие правила могут быть использованы в различных СУБД в качестве SQL-запросов. В случае, когда извлеченные знания непрозрачны для пользователя, должны существовать методы постобработки, позволяющие привести их к интерпретируемому виду.
Data Mining — это не один, а совокупность большого числа различных методов обнаружения знаний. Все задачи, решаемые методами Data Mining, можно условно разбить на шесть видов:
Data Mining носит мультидисциплинарный характер, поскольку включает в себя элементы численных методов, математической статистики и теории вероятностей, теории информации и математической логики, искусственного интеллекта и машинного обучения.
Задачи бизнес-анализа формулируются по-разному, но решение большинства из них сводится к той или иной задаче Data Mining или к их комбинации. Например, оценка рисков — это решение задачи регрессии или классификации, сегментация рынка — кластеризация, стимулирование спроса — ассоциативные правила. Фактически задачи Data Mining являются элементами, из которых можно «собрать» решение большинства реальных бизнес-задач.
Для решения вышеописанных задач используются различные методы и алгоритмы Data Mining. Ввиду того, что Data Mining развивалась и развивается на стыке таких дисциплин, как математическая статистика, теория информации, машинное обучение и базы данных, вполне закономерно, что большинство алгоритмов и методов Data Mining были разработаны на основе различных методов из этих дисциплин. Например, алгоритм кластеризации k-means был заимствован из статистики.
В Data Mining большую популярность получили следующие методы: нейронные сети, деревья решений, алгоритмы кластеризации, в том числе и масштабируемые, алгоритмы обнаружения ассоциативных связей между событиями и т.д.
Основателем и одним из идеологов Data Mining считается Пятецкий-Шапиро. Впервые термин был введен в 1989 году на одном из семинаров, посвященных технологиям поиска знаний в базах данных, проводимых в рамках Международной конференции по искусственному интеллекту (International Joint Conference on Artificial Intelligence) IJCAI-89.
Red Mountain Mining рассчитывает достичь своей цели по добыче золота на своем перспективном участке Мейтленд Юг
Компания Red Mountain Mining, сообщая о своих проектах в Западной Австралии, отмечает, что картографирование и отбор образцов горных пород на редкоземельные элементы начнутся в следующем месяце, в то время как в рамках медно-золотого проекта алмазное бурение, как ожидается, очень скоро достигнет своей цели.
В своем последнем отчете о ходе разведки компания сообщила, что 952 образца почвы были собраны на ее проекте по добыче редкоземельных элементов в районе горы Мансбридж (Mansbridge), расположенном недалеко от города Холлс-Крик (Halls Creek) в округе Кимберли штата Западная Австралия. Анализы ожидаются в конце июля или начале августа на участках Килли Килли (Killi Killi), Вейдер (Vader) и Кайло (Kylo).
Как ожидается, в ближайшее время начнется исследование участка Дежавю (Deja-vu) на горе Мансбридж с целью поиска никеля, меди, кобальта и металлов платиновой группы. Участки редкоземельных элементов находятся примерно в 40 км от флагманского проекта Браунз Рейндж (Browns Range) компании Northern Minerals.
Присутствие редкоземельного минерала ксенотима на участке Килли-Килли было упущено из виду, и Red Mountain заявила, что видит возможность извлечь из этого выгоду и определить, существует ли там экономически жизнеспособная концентрация редкоземельных элементов.
Согласно Red Mountain, на золото-медном проекте в районе горы Мейтленд (Maitland) в графстве Мерчисон штата Западная Австралия алмазное бурение на перспективном участке Мейтленд Юг идет хорошо и достигло глубины 230 метров от поверхности.
Бурение на небольшую глубину с обратной циркуляцией дало пересечение породы толщиной 7 метров с результатом в 3,3 грамма золота на тонну породы на глубине 34 метров и пересечение толщиной 13 метров с результатом в 2,53 грамма золота на тонну породы на глубине 9 метров. Компания выявила простирание на 19 км высокоперспективного пласта по всему проекту, на котором ведется историческая добыча золота.
Золото было впервые обнаружено в этом районе в 1898 году в жилах высокосортного кварца, и добыча преимущественно осуществлялась на двух основных перспективных участках: в северной части горы Мейтленд и в ее южная части. Документация по этой теме велась только с 1933 года, когда было отмечено, что среднее содержание золота в производстве составляло 19,3 г/т.
Аруна Гаитонде, шеф-редактор Азиатского бюро Rough&Polished
О компании
OOO «СПбЭК-Майнинг» в течение 10 лет успешно работает в горнорудной промышленности, оказывая инжиниринговые услуги и осуществляя поставки оборудования по автоматизации, автоматизированному электроприводу, электрооборудованию, электроснабжению и предоставляет полный комплекс инженерно-технических услуг при предпроектной подготовке, проектировании (все стадии), внедрении систем автоматизации и электроснабжения горно-подземных производств по комплексным договорам подряда «под ключ», включая строительно-монтажные работы, с последующим гарантийным и сервисным обслуживанием.
Компания специализируется в таких областях как: автоматизация и энергообеспечение открытых и подземных горных работ, процессов обогащения и является одним из самых развитых в структуре нашего бизнеса.
В течение последних лет нами выполнены и внедрены различные крупные проекты для подземных рудников и обогатительных фабрик таких компаний как: АК «АЛРОСА» (ОАО), ГМК «Норильский Никель», ОАО «Михайловский ГОК», ОАО «Коршуновский ГОК», шахта «Коузидонг» (Китайская народная республика), шахта «Первомайская» (Кузбасс) и др. Выполнены проектные работы и предпроектая подготовка c технико-экономическими расчетами для угольных шахт: «Казахстанская» (Казахстан, Arcelor), «Талдинская-Западная-1» (Кузбасс), «Денисовская» (Южная Якутия), «Инаглинская» (Южная Якутия), «им. Засядько» (Украина), в части автоматизации локальных установок, а также по диспетчерским автоматизированным системам и системам производственной связи на различных комплексах объектов.
Наша компания имеет достаточно большой штат высококвалифицированных инженерно-технических работников, более 500 человек, которые прошли обучение и сертификацию в учебных классах мировых производителей электротехнического и программно-технического оборудования, таких как: Siemens, Rockwell Automation, Schneider Electric, General Electric, Mitsubishi, Robicon, Beсker Mining Systems и др.
При этом партнерство с компанией Becker Mining Systems (Германия), программно-аппаратные комплексы которой, на наш взгляд, являются самыми современными в области автоматизации и электрификации подземного горного оборудования, строится преимущественно на комплексе инжиниринговых услуг, а не на отдельных поставках.
Кроме того, с учетом современных требований по импортозамещению, сегодня интенсивно развивается собственное производство подземного рудничного оборудования шахтной автоматики на самой современной элементной базе.
С учетом вышеизложенного ООО «СПбЭК-Майнинг» специализируется на отдельных и комплексных поставках «под ключ» следующих систем и оборудования, в том числе оказывая услуги по сервисному обслуживанию:
- Оборудование автоматизированных систем оперативного диспетчерского управления горнорудных предприятий с подземным и открытым способом отработки (АСОДУ).
- Оборудование электроснабжения 220/110/6/0,69/0,4кВ: поверхностные и подземные рудничные распределительные устройства, трансформаторные подстанции, многофидерные компактные станции управления, частотные преобразователи.
- Системы беспроводного оповещения об аварии для подземных горных работ.
- Системы мониторинга персонала и транспорта для подземных горных работ, построенных как на отечественном, так и на импортном оборудовании.
- Аппаратура и систем газовой защиты и газового контроля для подземных рудников и шахт.
- Системы управления движением железнодорожного транспорта на подземных горных работах (АСУ СЦБ электровозной откатки).
- Системы автоматизированного управления и защиты главных водоотливных и вспомогательных установок рудников.
- Системы стволовой связи и сигнализации подъемных установок.
- Системы технологического и охранного телевидения, как для открытых, так и для подземных горных работ.
- Системы управления горно-обогатительным оборудованием и комплексами на обогатительных и дробильно-сортировочных фабриках.
- Системы и оборудования горно-подземной связи, в том числе громкоговорящей.
- Системы автоматического пожаротушения и пожарной сигнализации (поверхностных и подземных объектов).
- Шахтные стационарные установки на поверхности и в подземной части: подъемные, вентиляторные, калориферные, компрессорные, главные и вспомогательные водоотливные и т. п.
- Шахтный и поверхностный конвейерный транспорт с дробильными комплексами.
- Блочно-модульные котельные, тепловые, насосные установки полной заводской готовности.
- Воздухо-нагревательные установки на основе газовых и угольных теплогенераторов без использования жидкости в качестве теплоносителя.
минералов и элементов | Коалиция по образованию в области минералов
Минерал — это встречающийся в природе неорганический элемент или соединение, имеющее упорядоченную внутреннюю структуру и характерный химический состав, кристаллическую форму и физические свойства. Минералы могут быть металлическими, например золото, или неметаллическими, например тальком.
| Золото | Тальк |
Месторождение полезных ископаемых — это месторождение полезных ископаемых достаточного размера и содержания (концентрации), которое при самых благоприятных обстоятельствах может рассматриваться как имеющее экономический потенциал.
Проявление полезных ископаемых — это концентрация минерала (обычно рассматриваемого с точки зрения какого-либо товара, например, золота), который где-то считается ценным или представляет научный или технический интерес. В редких случаях концентрация продукта может даже не превышать его среднее содержание в земной коре.
Условия дополнительных минеральных ресурсов:
Заполнитель — это горная порода или минеральный материал, используемый отдельно и в качестве наполнителя в цементе, асфальте, гипсе и других материалах.
Сплав — это вещество, обладающее металлическими свойствами и состоящее из двух или более химических элементов, из которых по крайней мере один является металлом.
Элемент — это вещество, атомы которого имеют одинаковый атомный номер и не могут быть разложены на более простые вещества обычными химическими процессами.
Металл — это класс химических элементов, таких как железо, золото и алюминий. Металлы имеют характерный блеск, являются хорошими проводниками тепла и электричества, непрозрачны, плавки и, как правило, ковкие и пластичные.
Руда — это природный материал, из которого может быть извлечен минерал или полезные ископаемые, имеющие экономическую ценность.
ПРОЧИЙ ПРОМЫШЛЕННЫЙ МАТЕРИАЛ *
В базе данных минеральных ресурсов MEC этот общий термин используется для различения некоторых геологически полученных сыпучих продуктов, таких как песок и гравий, которые не вписываются в отдельные категории элементов, минералов или горных пород, а также цемент, который был подвергнут изготавливается из нескольких видов геологических продуктов.
Камень — это материал естественной формы, состоящий из минерала или минералов; любой твердый консолидированный материал, полученный с Земли.
( Источники: USGS, Жизненный цикл месторождения полезных ископаемых, 2005 г .; * указывает на добавление MEC)
База данных полезных ископаемых
Минералы в вашей жизни
Периодическая таблица элементов
Статистика использования полезных ископаемых
REE — Редкоземельные элементы
На главную »Металлы» РЗЭ — редкоземельные элементы
Спрос на редкоземельные элементы быстро растет, но их присутствие в полезных ископаемых ограничено.
Автор статьи: Хобарт М. Кинг, доктор философии, RPG
Производство редкоземельных элементов: На этой диаграмме показана история производства редкоземельных элементов в метрических тоннах эквивалента оксидов редкоземельных элементов в период с 1950 по 2020 год. Он ясно показывает выход Соединенных Штатов на рынок в середине 1960-х годов, когда цветное телевидение резко увеличило спрос. Когда в конце 1980-х — начале 1990-х годов Китай начал продавать редкоземельные элементы по очень низким ценам, рудники в Соединенных Штатах были вынуждены закрыться, потому что они больше не могли получать прибыль.[1] Когда Китай сократил экспорт в 2010 году, цены на редкоземельные элементы резко выросли. Это послужило стимулом для создания новых производств в США, Австралии, России, Таиланде, Малайзии и других странах. В 2018 году стали доступны данные о производстве в Бирме / Мьянме, что повысило категорию «прочие». До 2018 года о некоторой добыче в Бирме / Мьянме, возможно, не сообщалось. График подготовлен Geology.com с использованием данных из Обзоров полезных ископаемых Геологической службы США и других публикаций.
РЗЭ Периодическая таблица: Редкоземельные элементы — это 15 элементов ряда лантаноидов, плюс иттрий.Скандий содержится в большинстве месторождений редкоземельных элементов и иногда классифицируется как редкоземельный элемент. Изображение предоставлено Geology.com.
Что такое редкоземельные элементы (РЗЭ)?
Редкоземельные элементы — это группа из семнадцати химических элементов, которые вместе встречаются в периодической таблице (см. Изображение). Группа состоит из иттрия и 15 элементов лантаноидов (лантан, церий, празеодим, неодим, прометий, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий и лютеций).Скандий содержится в большинстве месторождений редкоземельных элементов и иногда классифицируется как редкоземельный элемент. Международный союз чистой и прикладной химии включает скандий в определение редкоземельного элемента.
Редкоземельные элементы — это все металлы, и эту группу часто называют «редкоземельными металлами». Эти металлы имеют много схожих свойств, что часто приводит к их совместному обнаружению в геологических месторождениях. Их также называют «оксидами редкоземельных элементов», потому что многие из них обычно продаются как оксидные соединения.
Использование редкоземельных элементов: На этой диаграмме показано использование редкоземельных элементов в Соединенных Штатах в течение 2020 года. Многие автомобили используют в выхлопных системах редкоземельные катализаторы для контроля загрязнения воздуха. Большое количество сплавов делают более прочными за счет добавления редкоземельных металлов. Стекло, гранит, мрамор и драгоценные камни часто полируют порошком оксида церия. Многие двигатели и генераторы содержат магниты из редкоземельных элементов. Люминофоры, используемые в цифровых дисплеях, мониторах и телевизорах, созданы из оксидов редкоземельных элементов.Большинство аккумуляторов компьютеров, сотовых телефонов и электромобилей сделаны из редкоземельных металлов.
Использование редкоземельных элементов
Редкоземельные металлы и сплавы, которые их содержат, используются во многих устройствах, которые люди используют каждый день, таких как компьютерная память, DVD, аккумуляторные батареи, сотовые телефоны, каталитические преобразователи, магниты, люминесцентные лампы и многое другое.
За последние двадцать лет произошел взрыв спроса на многие предметы, для которых требуются редкоземельные металлы.Двадцать лет назад очень немногие люди имели мобильные телефоны, но сегодня более 5 миллиардов человек владеют мобильными устройствами. [3] Использование редкоземельных элементов в компьютерах растет почти так же быстро, как и в сотовых телефонах.
| |||||||||||||
Многие аккумуляторные батареи сделаны из редкоземельных элементов.Спрос на батареи обусловлен спросом на портативные электронные устройства, такие как сотовые телефоны, считывающие устройства, портативные компьютеры и фотоаппараты.
Несколько фунтов редкоземельных соединений находятся в батареях, которыми питаются все электромобили и гибридные электромобили. Что касается энергонезависимости, изменения климата и других проблем, которые стимулируют продажу электрических и гибридных транспортных средств, спрос на батареи, изготовленные из редкоземельных соединений, будет расти еще быстрее.
ОБЪЯВЛЕНИЕ
Редкоземельные элементы используются в качестве катализаторов, люминофоров и полировальных составов.Они используются для контроля загрязнения воздуха, подсветка экранов электронных устройств и полировка стекла оптического качества. Ожидается, что все эти продукты испытывают растущий спрос.
Редкоземельные элементы могут быть заменены другими веществами в наиболее важных областях их применения; однако эти заменители обычно менее эффективно и дорого.
С 1950-х до начала 2000-х оксид церия был очень популярным лаком для шлифовки.Это было недорого и очень эффективно. Недавнее повышение цен практически исключили использование оксида церия в галтовке и гранильном деле. Вместо него теперь используются другие виды полироли, такие как оксид алюминия и оксид титана.
Использование редкоземельных элементов в обороне | |
| Лантан | Очки ночного видения |
| Неодимовые | Лазерные дальномеры, системы наведения, люминесцентные лампы |
| Люминесцентные лампы Europium | и мониторы|
| Эрбий | Усилители в оптоволоконной передаче данных |
| Самарий | постоянные магниты, устойчивые при высоких температурах |
| Самарий | высокоточное оружие |
Критическая защита использует
Редкоземельные элементы играют важную роль в нашей национальной обороне.Военные используют очки ночного видения, высокоточное оружие, оборудование связи, оборудование GPS, аккумуляторы и другую оборонную электронику. Это дает военным США огромное преимущество. Редкоземельные металлы являются ключевыми ингредиентами для изготовления очень твердых сплавов, используемых в бронетехнике и снарядах, которые разрушаются при ударе.
Заменители могут использоваться для редкоземельных элементов в некоторых оборонных приложениях; однако эти заменители обычно не так эффективны, что снижает военное превосходство.Некоторые виды использования редкоземельных элементов приведены в прилагаемой таблице [6].
| Знаете ли вы? Большая часть скандия, используемого в США, идет в бейсбольные биты из алюминиевого сплава и другое спортивное оборудование [4]. Скандий также используется в полупроводниках и специальном освещении. Правообладатель иллюстрации iStockphoto / Дори Оконнелл. |
Действительно ли эти элементы «редки»?
Редкоземельные элементы не так уж «редки», как следует из их названия.Тулий и лютеций являются двумя наименее распространенными редкими земные элементы — но каждый из них имеет среднее содержание в коре, которое почти в 200 раз превышает содержание золота в коре [1]. Однако эти металлы очень трудно добывать, потому что их редко можно найти в концентрациях, достаточно высоких для рентабельной добычи.
Самыми распространенными редкоземельными элементами являются церий, иттрий, лантан и неодим [2]. У них средний состав коры, который похожи на обычно используемые промышленные металлы, такие как хром, никель, цинк, молибден, олово, вольфрам и свинец [1].Опять же, они редко встречается в экстрагируемых концентрациях.
| Знаете ли вы? В ветряных турбинах используются редкоземельные магниты. Некоторым большим турбинам требуется две ТОННЫ редкоземельных магнитов. Эти магниты очень сильны и делают турбины очень эффективными. Магниты из редкоземельных металлов используются в турбинах и генераторах во многих приложениях альтернативной энергетики. |
| Знаете ли вы? Цены и спрос на редкоземельные материалы резко выросли за последнее десятилетие.Китай производит около 90% поставок. Месторождения в Австралии и США возвращаются в эксплуатацию, и разведка на многих новых участках продолжается. |
Тяжелые и легкие редкоземельные элементы: Редкоземельные элементы часто подразделяются на «тяжелые редкоземельные элементы» и «легкие редкоземельные элементы». Лантан, церий, празеодим, неодим, прометий и самарий являются «легкими редкоземельными элементами». Иттрий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий и лютеций являются «тяжелыми редкоземельными элементами».«Хотя иттрий легче легких редкоземельных элементов, он входит в группу тяжелых редкоземельных элементов из-за его химических и физических связей с тяжелыми редкоземельными элементами в природных месторождениях.
| Знаете ли вы? Каждый гибридно-электрический и электромобиль имеет большую батарею. Каждая батарея сделана с использованием нескольких фунтов редкоземельных элементов. Ожидается, что использование электромобилей будет быстро расти в связи с энергетической независимостью, изменением климата и другими проблемами.Это увеличит спрос на редкоземельные материалы. Правообладатель иллюстрации iStockphoto / Марк Стей. |
| Знаете ли вы? Небольшие количества редкоземельных металлов используются в большинстве небольших электронных устройств. Эти устройства имеют короткий срок службы, и переработка РЗЭ осуществляется нечасто. Миллиарды выбрасываются каждый год. Правообладатель иллюстрации iStockphoto / Бакалеев Алексей. |
История производства и торговли редкоземельными элементами
До 1965 года
До 1965 года спрос на редкоземельные элементы был относительно невелик.В то время большая часть мировых запасов добывалась из россыпных месторождений Индии и Бразилии. В 1950-х годах Южная Африка стала ведущим производителем монацитовых месторождений, содержащих редкоземельные элементы. В то время шахта Mountain Pass в Калифорнии производила незначительные количества оксидов редкоземельных элементов из докембрийского карбонатита.
Цветное телевидение вызывает спрос
Спрос на редкоземельные элементы впервые резко вырос в середине 1960-х годов, когда на рынке появились первые цветные телевизоры.Европий был основным материалом для создания цветных изображений. На руднике Mountain Pass началась добыча европия из бастнасита, который содержал около 0,1% европия. Благодаря этим усилиям рудник Mountain Pass стал крупнейшим производителем редкоземельных элементов в мире и разместил Соединенные Штаты как ведущий производитель.
Китай выходит на рынок
Китай начал производить заметные количества оксидов редкоземельных элементов в начале 1980-х годов и стал мировым лидером. продюсер в начале 1990-х.На протяжении 1990-х и начала 2000-х годов Китай неуклонно укреплял свои позиции на мировой рынок оксидов редкоземельных металлов. Они продавали редкоземельные элементы по таким низким ценам, что шахта Mountain Pass и многие другие по всему миру не смогли конкурировать и прекратили свою деятельность.
Спрос на оборонную и бытовую электронику
В то же время мировой спрос стремительно рос, поскольку редкоземельные металлы использовались для различных целей защиты, авиационная, промышленная и бытовая электроника.Китай воспользовался своим доминирующим положением и начал ограничивать экспорт и повышение цен на оксид редкоземельных элементов до исторического уровня.
Китай как крупнейший потребитель редкоземельных элементов
Китай является не только крупнейшим в мире производителем редкоземельных материалов, но и доминирующим потребителем. Они используют редкоземельные элементы в основном в производстве электронной продукции для внутреннего и внешнего рынков. Япония и США являются вторым и третьим по величине потребителями редкоземельных материалов.Возможно, что Нежелание Китая продавать редкоземельные элементы является защитой их производственного сектора с добавленной стоимостью.
Вершина доминирования производства в Китае?
Китайское доминирование, возможно, достигло пика в 2010 году, когда они контролировали около 95% мирового производства редкоземельных элементов и цены количество оксидов редкоземельных элементов выросло более чем на 500% всего за несколько лет. Это стало пробуждением для потребителей редкоземельных элементов. и майнеры по всему миру.Горнодобывающие компании в США, Австралии, Канаде и других странах начали переоценить старые перспективы редкоземельных элементов и изучить новые.
Высокие цены также заставили производителей сделать три вещи: 1) искать способы уменьшить количество редкоземельных элементов. необходимо производить каждый из своих продуктов; 2) искать альтернативные материалы для использования вместо редкоземельных элементов; и, 3) разрабатывать альтернативные продукты, не требующие редкоземельных элементов.
Эти усилия привели к снижению количества редкоземельных материалов, используемых в некоторых типах магнитов, и сдвигу от редкоземельных осветительных приборов до светодиодной техники.В США среднее потребление редкоземельных элементов на единицу произведенной продукции снизилась, но вырос спрос на продукцию, произведенную с использованием редкоземельных элементов. Результат — более высокий расход.
Китай закупает ресурсы за пределами Китая
китайских компаний закупают редкоземельные ресурсы в других странах. В 2009 году China Color Metal Mining Company купила контрольный пакет акций Lynas Corporation, австралийской компании, которая имеет один из самых высоких объемов добычи редкоземельных элементов за пределами Китая.Они также приобрели шахту Балуба в Замбии.
Мировая добыча и запасы рудников(Оценка на 2020 г.) | ||||
| Страна | Производство (метрические тонны) | Запасы (метрические тонны) | ||
| США | 38,000 | 1,500000 | 17,000 | 4,100,000 |
| Бразилия | 1,000 | 21,000,000 | ||
| Бирма | 30,000 | недоступно | ||
| Бурунди | 000 Канада000 | 13 | 830,000 | |
| Китай | 140,000 | 44,000,000 | ||
| Гренландия | — | 1,500,000 | ||
| Индия | 3000 | 00659 | 3,000 | 00659 | 9 Madagascar |
| Ру ssia | 2,700 | 12,000,000 | ||
| ЮАР | — | 790,000 | ||
| Танзания | — | 890,000 | ||
| Таиланд | 00092,000 не доступно | 0002,000 | 1,000 | 22,000,000 |
| Другие страны | 100 | 310,000 | ||
| Всего в мире (округлено) | 240,000 | 120,000,000 | ||
Производство редкоземельных элементов за пределами Китая
На рудникахв Австралии в 2011 году началось производство оксидов редкоземельных элементов.В 2012 и 2013 годах они обеспечивали от 2% до 3% мирового производства. В 2012 году шахта Mountain Pass возобновила добычу, и в 2013 году в США было произведено около 4% редкоземельных элементов в мире. Производство в Бразилии, Малайзии, России, Таиланде и Вьетнаме продолжалось или увеличивалось.
Новая оценка минеральных ресурсов, проведенная Геологической службой США, выявила значительные ресурсы за пределами Китая. Хотя Китай является мировым лидером по производству редкоземельных элементов, он контролирует лишь около 36% мировых запасов.Это дает возможность другим странам стать важными производителями сейчас, когда Китай не продает редкоземельные материалы по цене ниже себестоимости.
График производства РЗЭ: Этот график показывает доминирование Китая в производстве редкоземельных элементов в период с 1994 по 2020 годы. Соединенные Штаты были крупным производителем в течение 1990-х годов, но дешевые материалы, продаваемые Китаем, вынуждали добывать рудники в Соединенных Штатах и другие страны не работают. Поскольку Китай ограничил экспорт, а цены быстро выросли в 2009 и 2010 годах, шахты в Австралии и США снова стали активными.В 2018 году стали доступны данные из Бирмы / Мьянмы, что привело к увеличению добычи, которое могло иметь место, но не сообщалось до 2020 года. График, составленный Geology.com с использованием данных Геологической службы США.
Опасности доминирующего мирового производителя
Спрос и предложение обычно определяют рыночную цену товара. По мере сокращения поставок цены растут. По мере роста цен выше те, кто контролирует предложение, испытывают искушение продать. Горнодобывающие компании рассматривают высокие цены как возможность и пытаются найти новые источники поставок.
В случае редкоземельных элементов время между решением горнодобывающей компании о приобретении собственности и началом производства может быть сокращено. несколько лет или дольше. Нет быстрого способа открыть новую собственность для майнинга.
Если одна страна контролирует почти все производство и принимает твердое решение не экспортировать, то все предложение товара можно быстро отрезать. Это опасная ситуация, когда на создание новых источников поставок уходит так много времени.
В 2010 году Китай значительно ограничил экспорт редкоземельных элементов. Это было сделано для обеспечения поставок редкоземельных элементов для отечественного производства. производства и по экологическим причинам. Этот сдвиг Китая вызвал панику покупки, и цены на некоторые редкоземельные элементы резко выросли. Кроме того, Япония, США и страны Европы Юнион пожаловался Всемирной торговой организации на ограничительную политику Китая в отношении торговли редкоземельными элементами.
Оксиды редкоземельных элементов: Эти оксиды редкоземельных элементов используются в качестве индикаторов для определения того, какие части водораздела подвергаются эрозии [5].По часовой стрелке от верхнего центра: празеодим, церий, лантан, неодим, самарий и гадолиний. Изображение Пегги Греб, галерея изображений Министерства сельского хозяйства США.
Мировые редкоземельные минеральные ресурсы
«Редких земель в земной коре относительно много, но обнаруженные полезные ископаемые встречаются реже, чем для большинства других руд. Ресурсы США и мира содержатся в основном в бастнезите и монаците. Месторождения бастнезита в Китай и Соединенные Штаты составляют самый большой процент мировых экономических ресурсов редкоземельных элементов, в то время как монацит депозиты в Австралии, Бразилии, Китае, Индии, Малайзии, Южной Африке, Шри-Ланке, Таиланде и США составляют второй по величине сегмент.[7]
Апатит, чералит, эвдиалит, лопарит, фосфориты редкоземельные (адсорбция ионов) глины, вторичный монацит, отработанные растворы урана и ксенотим составляют большую часть оставшихся ресурсов. Неоткрытый ресурсы считаются очень большими по сравнению с ожидаемым спросом ». Цитируется из Геологической службы США. Обзор минерального сырья [2].
| Ссылки на редкоземельные элементы |
| [1] Редкоземельные элементы — Критические ресурсы для высоких технологий : Геологическая служба США, Информационный бюллетень 087-02. [2] Редкие земли : Джозеф Гамбоги, Геологическая служба США, Сводные данные по минеральным товарам, 2017. [3] Количество владельцев смартфонов во всем мире стремительно растет, но не всегда одинаково : Лаура Сильвер, Исследовательский центр Pew, статья на веб-сайте Pew Research Center, февраль 2019 г. [4] Редкие земли : Джозеф Гамбоги, Геологическая служба США, Ежегодник полезных ископаемых, 2011 г. [5] Редкоземельный подход к отслеживанию эрозии почвы : Министерство сельского хозяйства США, Служба сельскохозяйственных исследований. [6] Китайский туз в дыре: редкоземельные элементы : Синди А. Херст, National Defense University Press. [7] Геология редкоземельных элементов : переиздание книги « Основные месторождения редкоземельных элементов в Соединенных Штатах — сводка внутренних месторождений и глобальная перспектива. » [7] Редкоземельные элементы и национальная безопасность : Энергетический отчет Совета по международным отношениям, 2014 г. |
Перспективы редкоземельных элементов
Ожидается, что в течение следующего десятилетия мировой спрос на автомобили, бытовую электронику, энергоэффективное освещение и катализаторы будет быстро расти.Ожидается, что спрос на редкоземельные магниты будет расти, как и спрос на аккумуляторные батареи. Ожидается, что новые разработки в области медицинских технологий увеличат использование хирургических лазеров, магнитно-резонансной томографии и сцинтилляционных детекторов позитронно-эмиссионной томографии.
Редкоземельные элементы широко используются во всех этих отраслях, поэтому спрос на них должен оставаться высоким.
Найдите другие темы на Geology.com:
|
| ||
|
| ||
|
| ||
|
Elements of Mining — Alaska Business Magazine
Форт-Нокс, управляемый торонтской компанией Kinross Gold, произвел 285933 унции золота к третьему кварталу 2017 года, что стало важной вехой, когда компания вылила свою 1-миллионную унцию из месторождения Walter Creek Arctic Heap Leach. 24 января. Рудник является крупнейшим и наиболее продолжительным (работает более двадцати лет) из двух месторождений твердых пород в штате.
«Это важная веха для Форт-Нокса, которая сыграла важную роль в продлении срока службы собственности.Я рассматриваю наш Arctic Heap Leach как свидетельство нашей приверженности инновациям как компании. Я благодарен многим людям во всей компании, которые помогли достичь этой вехи », — говорит Эрик Хилл, вице-президент и генеральный менеджер Fort Knox.
Частью приверженности Кинросса руднику и сообществу, которое зависит от работы в Форт-Ноксе, является продолжение геологоразведочных работ. В декабре Kinross получил права на добычу полезных ископаемых на участке земли площадью 709 акров, известном как Gilmore, расположенном непосредственно к западу от рудника Fort Knox.Кинросс рассчитывает начать процесс выдачи разрешений на добычу на Гилморе к концу года.
«В результате Kinross добавил 2,1 миллиона унций золота в оценочные измеренные и указанные ресурсы и на 300 унций золота в оценочных предполагаемых ресурсах в Форт-Ноксе», — говорит Анна Атчисон, пресс-секретарь Форт-Нокса. «Мы также преобразовали около 260 золотых унций минеральных ресурсов, добытых в основном с восточной стены карьера Форт-Нокс, в доказанные и вероятные запасы. Конверсия частично компенсировала истощение запасов в 2017 году и привела к увеличению расчетного срока службы рудника Форт-Нокса примерно на один год.”
В соответствии с темпами добычи 4-миллионной унции золота в 2019 году подземный рудник Pogo Mine компании Sumitomo Metal Mining, завершивший десятилетний рубеж в 2016 году, в прошлом году произвел около 271 000 унций золота.
Компания инвестировала более 10 миллионов долларов в год в геологоразведочные работы и нашла золото — буквально — с некоторыми из своих самых последних результатов.
«Итак, мы просто повернули буровую установку и пробурили более мелкую скважину», — сказал суперинтендант Pogo Exploration Гейб Граф собравшимся на двухгодичной конференции Ассоциации горняков Аляски, проходившей в Фэрбанксе в марте.«И эта дыра, мы достигли 17,5 футов 1,739 унций на тонну. Очень хорошо — очень рад этому ».
Если пробуренная в Дельта-Джанкшене рядом с текущим рудником пробуренная проба является подходящей пробой, то из руды, добытой в этом районе, будет получено 1,7 унции золота на тонну, что намного превышает количество, необходимое для получения хорошей прибыли.
«Ранняя информация, которую мы получаем от разведки в прошлом году, и, конечно, некоторая информация в этом году, показывает, что есть большой потенциал к северу от собственности», — сказал генеральный директор Pogo Крис Кеннеди в интервью KUAC, управляемому UAF, в мартовском интервью. .«Fun Zone показывает большой потенциал. West Goodpaster демонстрирует огромный потенциал ».
В этом году Sumitomo планирует потратить 21 миллион долларов на геологоразведочные работы, чтобы лучше понять потенциал Fun Zone, Goodpaster и других объектов, расположенных ближе к руднику.
Однако не все золото движет горнодобывающей промышленностью во внутренних регионах. В регионе также находится семейная угольная шахта Усибелли, основанная в 1943 году Эмилем Усибелли.
Уголь из шахты доставляется на шесть электростанций Внутренней Аляски, где он производит 29 процентов электроэнергии в регионе.
«Шахта производит примерно 1,4 миллиона тонн угля в год — огромный скачок по сравнению с 10 000 тонн, добытых в 1943 году», — заявила угольная шахта Усибелли в выпуске новостей в прошлом году. В этом году шахта готовится к своему 75-летию.
Эксперимент по биоминерации на космической станции демонстрирует извлечение редкоземельных элементов в условиях микрогравитации и гравитации Марса
Эксперимент BioRock
BioRock — эксперимент, предложенный Европейскому космическому агентству (ESA) в ответ на объявление о международных исследованиях в области естественных наук в 2009 году (ILSRA-2009) .Проект был выбран в качестве кандидата на полет в 2010 году, и была описана последующая конструкция оборудования биореактора 61 . Эксперимент начался на Международной космической станции 30 июля 2019 г. и завершился 20 августа 2019 г.
Микроорганизмы и питательная среда
Для исследования биовыщелачивания использовались три вида бактерий. Критериями были: (1) они могли выдерживать высыхание, необходимое для подготовки эксперимента, (2) они могли расти на твердых поверхностях и / или образовывать биопленки, (3) они могли взаимодействовать с поверхностями горных пород и / или биовыщелачиванием, и (4) все они могут быть выращены в идентичной среде в одних и тех же экспериментальных условиях, что позволяет проводить сравнения между организмами.
Использовали следующие микроорганизмы:
Sphingomonas desiccabilis CP1D (DSM 16792; типовой штамм), грамотрицательные, неподвижные, устойчивые к высыханию, неспорообразующие бактерии, которые были выделены из почвенных корок в Колорадо. плато 62 .
Bacillus subtilis NCIB 3610 (DSM 10; типовой штамм), грамположительные, подвижные, спорообразующие и образующие биопленки бактерии, естественным образом встречающиеся в различных средах, включая горные породы 63 .Организм был использован в нескольких космических экспериментах 28,33 .
Cupriavidus Metallidurans Ch44 (DSM 2839; типовой штамм), грамотрицательная, подвижная, неспорообразующая бактерия. Штаммы этого вида были выделены из загрязненных металлами и горных пород 64,65,66,67,68,69 . Организм ранее использовался в космических экспериментах 70 .
В эксперименте BioRock использовалась среда R2A 71 с концентрацией 50%, поскольку она поддерживала рост всех трех микроорганизмов 61 , что позволяло проводить сравнения.Состав был (г L -1 ): дрожжевой экстракт 0,25; пептон 0,25; казаминовые кислоты 0,25; глюкоза 0,25; растворимый крахмал 0,25; Na-пируват 0,15; К 2 HPO 4 , 0,15; MgSO 4 .7H 2 O, 0,025 при pH 7,2.
NOTOXhisto (Лаборатория научных устройств, Иллинойс, США), фиксатор, совместимый с требованиями безопасности на Международной космической станции (МКС), использовали для остановки метаболизма бактерий в конце эксперимента.
Субстрат для биовыщелачивания
Базальт использовался для биовыщелачивания, состав РЗЭ которого, определенный с помощью ICP-MS (масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой), и объемный состав, определенный с помощью рентгеновской флуоресценции (XRF), показан в таблице 1 и Дополнительная таблица 1 соответственно.Материал представлял собой оливиновую базальтовую породу, собранную около Гуфунеса, Рейкьявик в Исландии (64 ° 08′22,18′′N, 21 ° 47′21,27′′W), выбранной потому, что она имеет химический состав, подобный базальтам, обнаруженным на Луне и Марс 36,37,38 . Камень разрезали на слайды размером 1,5 см × 1,6 см и толщиной 3 мм. Масса 15 из этих слайдов составляла 1,871 ± 0,062 г (среднее значение ± стандартное отклонение). Камень не был раздроблен, как это могло бы быть выполнено при крупномасштабном биовыщелачивании, потому что проект BioRock также был связан с количественной оценкой образования микробных биопленок на непрерывной минеральной поверхности.
Подготовка образца к полету
Слайды базальтовых горных пород стерилизовали сухим жаром в сушильном шкафу с горячим воздухом (Carbolite Type 301, Великобритания) в течение 4 часов при 250 ° C. Эта обработка не изменила минералогию горных пород, определенную с помощью рентгеновской дифракции (XRD).
Отдельные штаммы культур каждого организма высушивали на предметных стеклах следующим образом:
S. desiccabilis . Ночную культуру штамма выращивали в R2A 100% при 20–22 ° C до достижения стационарной фазы (OD600 = 0.88 ± 0,09; приблизительно 10 9 колониеобразующих единиц на мл). Затем на каждое базальтовое предметное стекло вносили по 1 мл культуры и образцы сушили на воздухе при комнатной температуре (≈20–25 ° C) в стерильных условиях в ламинарном вытяжном шкафу.
B. subtilis . Споры получали, как описано ранее 72 . Для каждого базальтового предметного стекла в качестве инокулята использовали 10 мкл раствора ≈ 1 × 10 8 спор / мл, т.е. 1 × 10 6 спор на предметное стекло, и высушивали на воздухе при комнатной температуре (≈20–25 ° C). ) в ламинарном вытяжном шкафу.
C. Metallidurans . Образцы готовили с использованием протокола сублимационной сушки (Бельгийская координированная коллекция микроорганизмов, BCCM). Клетки культивировали на твердой среде с триптон-соевым агаром (TSA, Oxoid CM0131, BCCM). При конфлюэнтном росте клетки собирали с помощью ватного тампона и суспендировали в криопротекторном средстве, состоящем из стерильной лошадиной сыворотки с добавлением 7,5% трегалозы и бульонной среды No. 2 (625 мг L -1 ; Oxoid CM0131, BCCM). Тридцать миллилитров бактериальной суспензии переносили в чашку Петри диаметром 90 мм, базальтовые предметные стекла погружали в бактериальную суспензию и осторожно встряхивали в течение ночи.Базальтовые слайды, каждое из которых содержит примерно 10 9 колониеобразующих единиц на мл, затем переносили в 6-луночный планшет (1 слайд на лунку), закрывали газопроницаемым уплотнением и помещали на предварительно охлажденную полку до -50 °. C с последующей фазой замораживания в течение 90 минут при температуре полки −50 ° C. Первичная сушка проводилась при температуре полки –18 ° C и давлении в камере 400 мТорр. Вторичную сушку проводили при температуре полки 20 ° C и давлении в камере ниже 10 мТорр.После сублимационной сушки 6-луночный планшет закрывали крышкой и оборачивали парафильмом.
Отрицательный контроль представлял собой стерильные базальтовые препараты без инокуляции клеток.
После приготовления все образцы хранили при комнатной температуре (20–25 ° C) до интеграции в камеры для культивирования биореактора.
Летно-экспериментальная установка
Конструкция оборудования, сборка и процедура заполнения были описаны ранее 61 . Каждая экспериментальная установка (EU) аппарата BioRock была разработана для размещения двух независимых базальтовых слайдов в двух независимых камерах для образцов (рис.1). Каждый ЕС содержал культуральную среду и фиксирующие резервуары (рис. 1а). Чтобы обеспечить диффузию кислорода без загрязнения культур, каждая камера была снабжена деформируемой газопроницаемой силиконовой мембраной (рис. 1b, c) 61 . После объединения базальтовых слайдов резервуары со средой и фиксатором были заполнены 5 мл среды и 1 мл фиксатора для каждого образца соответственно. Камеры для культивирования и окружающие каналы продували стерильным сверхчистым газом N 2 .
Все образцы были интегрированы в ЕС в соответствии со строгими асептическими процедурами. Было 36 образцов в 18 EU для летного эксперимента и 12 образцов в 6 EU для наземного эксперимента. ЕС были интегрированы во вторичный контейнер, который обеспечивал необходимое двухуровневое удержание фиксатора (рис. 1а). ЕС в контейнере называется экспериментальным контейнером (EC).
После интеграции 18 полетных ЭК хранились при комнатной температуре (≈20–25 ° C) в течение 2 суток.ЭК были запущены на МКС на борту капсулы Space X Dragon, ракеты Falcon-9 во время миссии CRS-18 (Commercial Resupply Services) 25 июля 2019 года из Космического центра НАСА Кеннеди на мысе Канаверал, Флорида. По прибытии на МКС ЭК хранились на борту при температуре 2,1 ° C.
В день начала эксперимента (30 июля 2019 г.) астронавт Лука Пармитано установил ЭК в два инкубатора установки KUBIK, предварительно подготовленных к температуре 20 ° C (рис. 1d). Ввод среды производился роботом, запускался внутренними часами, встроенными в ЭК, питаемыми электричеством от инкубатора KUBIK.После этого астронавт удалил ЭК и сфотографировал все камеры для культивирования, чтобы получить доказательства наличия среды и провести сравнение с той же камерой после периода экспериментального выращивания. После получения изображения ЭК были снова подключены к KUBIK. Для BioRock использовались два инкубатора KUBIK, работающих параллельно: один был настроен на имитацию земной гравитации (1 × г = 9,81 м / с 2 ) на поверхности базальтовой горки, где происходит биовыщелачивание, а второй был установлен для моделирования гравитации Марса (0.4 × г = 3,71 м / с 2 ; Сила тяжести Марса составляет строго 0,38 × г , но более точное разрешение г () невозможно установить в KUBIK) на поверхности базальтовой горки. Уровни силы тяжести измерялись каждые 10 минут во время активной фазы эксперимента с помощью акселерометра (ADXL313, Analog Devices), установленного на печатной плате, прикрепленной к нижней части ЭК. Расстояние между верхней гранью базальтового суппорта и плоскостью верхней грани печатной платы составляло 10.3 мм. Был применен поправочный коэффициент для учета большего радиуса вращения у базальтового оползня. Эти значения акселерометра (силы тяжести) показаны в дополнительной таблице 8. ЭК, подвергшиеся воздействию микрогравитации, были разделены поровну между обоими KUBIK и вставлены в статические слоты, доступные в помещении. Эксперимент длился 21 день.
Чтобы остановить рост культур, 20 августа 2019 года в камеры для культивирования автоматически вводили фиксатор. Образцы были извлечены из инкубаторов KUBIK и сделаны снимки камер для культивирования.После этого ЭК хранились в холодильнике, как описано ниже.
Температура во время космического эксперимента
Температура ЭК от предполетного до послеполетного измерения была измерена с помощью регистраторов температуры (датчики Signatrol SL52T, Signatrol, Великобритания) на задней части четырех ЭК. Эти данные показали, что температура не превышала 7,1 ° C от предполетной передачи до хранения после прибытия на МКС. Во время хранения на борту, как до, так и после 21-дневного периода культивирования, температура была постоянной на уровне 2.1 ° С. Во время культивирования логгеры зафиксировали температуру 20,16 ° C в обоих кубиках. ЭК были загружены с МКС и упакованы в «двойную холодную сумку», предоставленную НАСА. Обводнение произошло в Тихом океане 27 августа, а передача ЭК следователям произошла 29 августа в аэропорту Лонг-Бич, штат Луизиана, США. Между удалением из хранилища 26 августа на МКС и передачей научной группе 29 августа термометры зафиксировали температуру 6,6 ° C, которая временно повысилась до 7.1 ° С. ЭК хранились в охлаждаемом изолированном ящике и 30 августа были переданы в Исследовательский центр Эймса NASA для извлечения образцов.
Наземный эксперимент
Параллельно с экспериментом, проводимым на МКС, наземный эксперимент 1 × г (истинная Земля) gravity) был запущен для сравнения с образцами, имитирующими гравитацию Земли на МКС. Шесть ЭК для наземного эксперимента были отправлены из Космического центра Кеннеди НАСА в Исследовательский центр НАСА Эймса в охлажденных (4 ° C) условиях.Шесть ЭК были подключены к системе питания (станция моделирования интерфейса KUBIK, KISS) с выводами, идущими от системы в лабораторный инкубатор с температурой 20 ° C (инкубатор Percival E30BHO). Наземный эталонный эксперимент начался через 2 дня после начала космического эксперимента, и процедура космического эксперимента была воспроизведена: ввод среды, получение первого изображения, 21-дневный эксперимент, фиксация, получение второго изображения и хранение в холодильнике при 4 ° C. Температуры ЭК, измеренные регистратором температуры (см. Выше) на двух ЭК, составили 3.58 и 4,54 ° C при отправке в НАСА Эймса. В течение 21 дня основной экспериментальной фазы логгеры зафиксировали температуру 20,62 ° C. Во время хранения после эксперимента температура составляла 3,06 ° C.
Извлечение образца
Удаление жидких и базальтовых стекол из ЭК было выполнено в Исследовательском центре NASA Ames Research Center. Из общего объема 6 мл жидкости на ЭК была взята аликвота 3 мл и добавлена 65% азотная кислота до конечной концентрации 4% для фиксации ионов и минимизации прикрепления и потерь на стенках контейнера.Эти образцы хранили в холоде при 4 ° C до дальнейшего анализа.
Инъекция фиксатора была успешной для всех космических ЭК. Однако введение фиксатора не удалось в четырех наземных экспериментальных камерах: в одной камере B. subtilis , в двух камерах C. Metallidurans и в одном небиологическом контрольном образце. В этих случаях перед вышеупомянутыми процедурами к жидким образцам добавляли 1 мл NOTOXhisto.
Во всех ЭК были обнаружены контаминация двух культуральных камер: небиологическая контрольная камера ISS в условиях микрогравитации, расположенная рядом с камерой B.subtilis , была заражена клетками, морфологически идентичными B. subtilis . В наземных контрольных образцах камера небиологического контроля, сопоставленная с камерой B. subtilis , содержала клеточный контаминант в низкой концентрации, который при центрифугировании образовывал белый осадок, который морфологически отличался от B. subtilis . Фиксация NOTOXhisto помешала успешному извлечению и идентификации ДНК в обоих случаях. Эти точки данных были удалены из расчетов.
Все образцы были отправлены обратно в Эдинбургский университет в холодном хранилище компанией Altech Space (Турин, Италия).
Анализ образцов с помощью ИСП-МС
По возвращении в Эдинбург, Великобритания, 3 мл фиксированного кислотой образца готовили следующим образом: каждый образец последовательно (тремя партиями) центрифугировали в пробирке объемом 1,5 мл при 10000 × г (центрифуга IEC MicroCL 17, Thermo Scientific) в течение десяти минут для осаждения клеток и клеточного дебриса. Супернатант собирали в пробирку на 15 мл и анализировали с помощью ICP-MS (масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой).По полученным жидкостям определялись объемные концентрации РЗЭ во флюиде. Осадки клеточного дебриса промывали два раза в ddH 2 O и эту отброшенную жидкость объединяли. К объединенной жидкости добавляли азотную кислоту до конечной концентрации 4%, и образцы анализировали с помощью ICP-MS. Эту жидкость использовали для определения концентраций РЗЭ, смытых с клеточного вещества. Осадок переносили в промытую кислотой стеклянную бутыль для сыворотки, предварительно запеченную при 450 ° C в печи (Carbolite Type 301, UK) в течение 4 часов для удаления органических молекул.Флакон с осадком нагревали при 450 ° C в течение еще 4 ч для улетучивания углерода и оставления остаточных ионов. После охлаждения к 1,5 мл ddH 2 O добавляли азотную кислоту до конечной концентрации 4%, и образцы анализировали с помощью ICP-MS. Эту жидкость использовали для определения концентраций РЗЭ, связанных с клеточным материалом.
Анализ ICP-MS проводился, как описано ниже, для R2A 50%, NOTOXhisto и ddH 2 O. Невозможно было исследовать выделенный криопротектор на ° C.Металлиды . Однако, поскольку значимого повышения значимости в биологических экспериментах по сравнению с контролем для этого организма не наблюдалось, мы делаем вывод, что защитное средство не добавляло дополнительных РЗЭ.
Все образцы были проанализированы с помощью ICP-MS с использованием Agilent 7500ce (с октопольной реакционной системой), используя РЧ (радиочастотную) прямую мощность 1540 Вт и отраженную мощность 1 Вт, с потоками газообразного аргона 0,81 л / мин. и 0,20 л / мин для потоков носителя и подпитки соответственно. Растворы образцов забирались в распылитель микротумана перистальтическим насосом со скоростью примерно 1.2 мл / мин. Скиммер и конусы для образцов были изготовлены из никеля.
Прибор работал в режиме сбора данных с несколькими настройками спектра, и для каждого образца использовались три повторных прогона. Изотопы: 139 La, 140 Ce, 141 Pr, 146 Nd, 147 Sm. 153 Eu, 157 Gd, 159 Tb. 163 Dy, 165 Ho, 166 Er, 169 Tm, 172 Yb, 175 Lu были проанализированы в режиме «без газа» с каждой массой, проанализированной в режиме полного количественного определения и трех точек на единицу масса.РЗЭ Pm (прометий) не измерялся, поскольку элемент является радиоактивным, и стандарт не был доступен.
Для калибровки прибора были приготовлены многоэлементные калибровочные стандарты, содержащие каждый элемент, с использованием многоэлементного стандарта REE (Multi-Element Calibration Standard-1, Agilent Technologies, США) плюс одноэлементного урана 1000 мг л −1 Стандарт (SPE Science, Канада), разбавленный 2% об. / Об. HNO 3 (сорт Aristar, VWR International, Великобритания). Стандартный справочный материал NIST, SRM1640a, был использован в качестве справочного стандарта для некоторых элементов.Пределы обнаружения РЗЭ были разделены на две группы: La, Ce, Pr, Tb, Ho, Tm, Lu: 0,0025–0,005 частей на миллиард. Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Er, Yb: 0,001-0,005 частей на миллиард.
Исходные данные ICP-MS (определяемые в мкг / л) были преобразованы для получения абсолютного количества данного элемента в культуральной камере с учетом факторов разбавления, применяемых во время анализа ICP-MS.
Для определения концентраций РЗЭ в базальтовом стекле в тефлоновые сосуды Savillex добавляли от 25 до 50 мг гомогенизированного образца.Стандарты горных пород (эталоны базальтовые БИР-1, БЭ-Н, БЦР-2, БХВО-1) готовились аналогично. Были включены две заготовки (, т.е. ., образец без базальта). В каждый из сосудов добавляли три миллилитра дважды дистиллированной HNO 3 , 2 мл HCl и 0,5 мл HF. HF добавляли после других кислот, чтобы предотвратить диссоциацию, образование и осаждение фторидов алюминия. Образцы помещали на горячую пластину для переваривания на ночь (температура 100–120 ° C) и проверяли на полное переваривание.Образцы упаривали на горячей плите. В каждый сосуд добавляли пять миллилитров 1 М HNO 3 . Крышки закрывали, и образцы возвращали на горячую плиту для второго этапа разложения. Далее образцы разбавляли 2–5% HNO 3 для анализа ICP-MS.
Анализ проводился на ИСП-МС с высоким разрешением в секторном поле (Nu AttoM). Измерения РЗЭ методом ICP-MS были выполнены в низком разрешении (300) в режиме скачка дефлектора с временем задержки 1 мс и 3 циклами по 500 разверток.Данные представлены в микрограммах РЗЭ на грамм базальта.
pH летного эксперимента и наземного эксперимента pH
Небольшую аликвоту (≈0,3 мл) жидкости из камер использовали для измерения pH растворов в конце эксперимента после добавления фиксатора. PH измеряли с помощью калиброванного pH-метра Mettler Toledo Semi-Micro-L. Окончательные значения роста клеток в эксперименте приведены ранее 31 , и значения показаны в дополнительной таблице 9.
В ходе космического эксперимента были получены только конечные значения pH. Таким образом, на земле был проведен эксперимент для изучения изменений pH, которые могли произойти в ходе эксперимента (ограничены условием 1 × г ), и влияния базальтовой породы на любые наблюдаемые изменения pH.
Стерильные базальтовые слайды, использованные в летном эксперименте, были приготовлены в 5 мл 50% R2A в шестилуночных планшетах (Corning, UK), а лунки были засеяны одним из трех микроорганизмов, использованных в этом исследовании.Контрольные эксперименты проводились без организмов, используя только свежий 50% R2A, с базальтовым предметным стеклом или без него. Эксперимент проводился при 20 ° C в течение 21 дня. По истечении этого периода в каждую лунку добавляли 1 мл NOTOXhisto и хранили при 4 ° C еще неделю. В ходе эксперимента значения pH измеряли через фиксированные интервалы (день 0, 1, 4, 7, 14, 21). На 21-й день эксперимента pH измеряли дважды, до и после добавления фиксатора.
Статистический анализ и программное обеспечение
Анализ данных выщелачивания был выполнен на нескольких уровнях детализации с использованием SPSS Statistics (IBM, версия 26).Двух- и однофакторный дисперсионный анализ ANOVA использовался для оценки значительных различий между условиями гравитации, организмами, наземными и космическими образцами, а также между контролями в комбинациях, описанных в результатах. В этих анализах использовались данные по всем РЗЭ (тесты не различали РЗЭ). Данные были преобразованы в журнал 10 и выполнены тесты на нормальность данных и равные дисперсии (тесты Левена). При необходимости выполнялись тесты Тьюки для изучения парных сравнений.
Для исследования различий между условиями силы тяжести и организмами или контролями для конкретных РЗЭ был использован двухвыборочный независимый двусторонний тест Стьюдента t между парами условий для конкретных РЗЭ, принимая во внимание, что небольшие размеры выборки делают эти тесты менее надежными. чем совокупный анализ ANOVA.
RStudio 1.2.5033 использовался для анализа и визуализации эксперимента с pH грунта. Microsoft Excel (2016) использовался для сбора данных, а Microsoft Word (2016) использовался для подготовки рукописи и связанных текстовых файлов.
Не паникуйте по поводу редкоземельных элементов
По мере роста торговой напряженности между США и Китаем редкоземельные минералы снова находятся в центре внимания политиков. Сегодня китайские шахты и перерабатывающие предприятия обеспечивают большую часть мировых поставок, и китайский лидер Си Цзиньпин намекнул об использовании этого в качестве политического рычага в торговых переговорах с У.Администрация президента США Дональда Трампа. Но в долгосрочной перспективе многие эксперты говорят, что мировой рынок этих материалов, вероятно, выживет, даже если Китай полностью прекратит их экспорт.
17 редкоземельных элементов, которые сгруппированы в нижней части периодической таблицы, играют жизненно важную роль в нескольких отраслях: бытовая электроника, включая Apple AirPods и iPhone, экологически чистые технологии, такие как ветряные турбины General Electric и электромобили Tesla, медицинские инструменты, включая Philips Медицинские сканеры и военное оборудование, такое как реактивные истребители F-35.Правительство США перечисляет их среди полезных ископаемых, которые считаются критически важными для экономической и национальной безопасности страны, а администрация Трампа, в частности, освободила редкоземельные элементы от тарифов, наложенных на китайские товары на сумму 300 миллиардов долларов. С другой стороны торгового конфликта Си Цзиньпин недавно нанес политически символический визит на одно из основных предприятий Китая по добыче и переработке редкоземельных элементов, а Китай использовал собственные тарифы для нацеливания на американское месторождение редкоземельных элементов в Калифорнии. Однако такая политическая позиция с обеих сторон может переоценить зависимость мира от китайских поставок редкоземельных элементов.
«Политики слишком встревожены или слишком увлечены идеей политического манипулирования рынками», — говорит Юджин Гольц, доцент кафедры политологии в Университете Нотр-Дам. «Есть большая разница между отдельными компаниями, зарабатывающими или теряющими деньги, и большой способностью получить политическое влияние на этом конкретном рынке».
«Редкий» в названии этой группы элементов на самом деле несколько вводит в заблуждение; Геологическая служба США описывает их как «относительно распространенных в земной коре».«Но добыча осложняется тем фактом, что в почве такие элементы смешаны со многими другими минералами в различных концентрациях. Необработанные руды проходят первый этап обработки для производства концентратов, которые направляются на другое предприятие, где редко встречаются высокочистые. элементы земли изолированы. Такие объекты выполняют сложные химические процессы, которые чаще всего включают процедуру, называемую экстракцией растворителем, в которой растворенные материалы проходят через сотни содержащих жидкость камер, разделяющих отдельные элементы или соединения — этапов, которые могут повторяться в сотнях или даже тысячах. раз.После очистки они могут быть переработаны в оксиды, люминофоры, металлы, сплавы и магниты, в которых используются уникальные магнитные, люминесцентные или электрохимические свойства этих элементов. Прочная и легкая природа редкоземельных магнитов, металлов и сплавов сделала их особенно ценными в высокотехнологичных продуктах.
Первоначально выпущено для выпуска Scientific American за октябрь 2011 г. Предоставлено: Джен Кристиансен. Источник: Mineral Commodity Summaries 2011, U.S. Министерство внутренних дел и USGSКитай в настоящее время располагает большинством мировых разделительных мощностей, но если он когда-либо прекратит экспорт очищенных материалов, существуют другие варианты. В краткосрочной перспективе американские компании, которые полагаются на эти полезные ископаемые, скорее всего, будут иметь запасы запасов на случай кратковременной нехватки запасов, говорит Гольц, который с 2010 по 2012 год работал старшим советником заместителя помощника министра обороны Пентагона по политике производства и промышленной базы. Чтобы увеличить эти запасы, рынок в целом может отдать приоритет редкоземельным элементам для важнейших приложений, таких как военные и медицинские технологии, при этом заставляя производителей наушников или сумок для гольфа платить больше.«Я не думаю, что существует очевидный дефицит предложения или дыра, из-за которой кто-то не сможет получить Prius или Tesla или что-то еще, на что они смотрят, — говорит Гольц.
В случае более длительного перерыва в поставках из Китая американский рудник редкоземельных элементов в Маунтин-Пассе, Калифорния, вероятно, станет первым местом, где увеличится производство, объясняет Гольц. Предыдущий владелец рудника, Molycorp, потратил около 1,5 миллиарда долларов на строительство нового отделения для производства концентратов редкоземельных элементов. Однако он не завершил последующую переработку, необходимую для производства очищенных редкоземельных материалов, прежде чем компания обанкротилась в 2015 году из-за конкуренции со стороны Китая.Новый владелец рудника, MP Materials, планирует возобновить работу и достроить законсервированное производство для новой эксплуатации, начиная с 2020 года.
Другой альтернативой является австралийская компания Lynas Corp., единственный в мире крупный производитель редкоземельных элементов за пределами Китая. В настоящее время она управляет рудником в Маунт-Велд в Австралии и отправляет руды на сепарационный завод в Малайзии, который может очищать редкоземельные материалы, но возникла проблема из-за того, что некоторые руды содержат радиоактивный торий.Забота об окружающей среде, связанная с низкоактивными радиоактивными отходами из установки для разделения, недавно побудила Lynas объявить, что она перенесет часть «восходящей» обработки (которая связана с радиоактивностью) обратно в Австралию, сохраняя при этом «нисходящую» переработку в Малайзии. Компания также объявила, что будет работать с базирующейся в Техасе Blue Line Corp. над строительством нового сепарационного завода в США, который начнет работу не раньше 2022 года.
Помимо существующих рудников, компании, занимающиеся добычей других ресурсов, могут начать добычу редкоземельных элементов из залежей различных материалов.Например, США когда-нибудь смогут получить эти элементы в качестве побочных продуктов из угольной золы электростанций и отходов угледобычи. А радиоактивный материал, смешанный с рудами, может оказаться положительным: если ядерные установки на основе тория окажутся жизнеспособными, расширенная добыча тория также даст полезные редкоземельные минералы. Исследователи даже начали исследовать высокую концентрацию редкоземельных элементов в глубоководном иле из залежи на дне океана недалеко от Японии.
меньше значит больше
Некоторые отрасли промышленности, которые полагаются на редкоземельные элементы, выходят за рамки стандартного и ищут способы полностью отказаться от добычи полезных ископаемых.В конце концов, такие операции в Китае и других странах имеют значительные воздействия на окружающую среду, которые могут угрожать здоровью человека при отсутствии строгого регулирования. Одним из примеров является присутствие радиоактивного тория в некоторых рудах. Кроме того, в некоторых процессах добычи и разделения используются химические вещества, образующие токсичные сточные воды. Все эти опасные побочные продукты требуют тщательного хранения и утилизации.
Поскольку Китай угрожает превратить свое преимущество в оружие, когда дело доходит до редкоземельных элементов, все больше компаний могут инвестировать в инновации, которые могли бы заменить эти материалы чем-то другим.Гольц указывает на инцидент 2010 года, когда Китай временно отключил Японию от поставок редкоземельных элементов. Впоследствии японские автопроизводители, такие как Toyota и Honda, начали разработку двигателей для гибридных автомобилей, которые значительно уменьшили или даже полностью исключили редкоземельные элементы, такие как тербий и диспрозий, из мощных магнитов, используемых в электродвигателях.
Во время паники с предложениями в 2010 году другие крупные предприятия, использующие редкоземельные элементы, также обнаружили, что могут обойтись без некоторых из них. Операторы нефтеперерабатывающих заводов временно прекратили использование редкоземельного элемента лантана, который повышает эффективность переработки нефти, когда цена выросла.Стекольная промышленность в значительной степени отказалась от использования для полировки редкоземельного элемента церия. Хотя отрасли, связанные с национальной безопасностью, не смогут полностью отказаться от редкоземельных минералов, Гольц считает, что спрос американских вооруженных сил может быть «легко удовлетворен за счет некитайского производства», поскольку эта потребность составляет менее 5 процентов от общего рынка.
Уменьшение, повторное использование, переработка
В любом случае, различные отрасли промышленности будут по-прежнему в значительной степени полагаться на редкоземельные минералы.Чтобы получить их без зависимости от китайских или американских рудников, они могли бы переработать те элементы, которые уже используются в продуктах, говорит Эрик Шелтер, профессор химии в Университете Пенсильвании, чьи исследовательские проекты включают разработку новых химических процессов для отделения редкоземельных элементов от руды. . «Привлекательность здесь в том, что для очистки редкоземельных элементов из их рудных материалов уже были значительные затраты энергии и выработка отходов», — говорит он. «Поэтому просто выбрасывать их — расточительно, учитывая, что в технологических устройствах они обычно относительно чисты по сравнению с их рудами.«
Он указал на множество исследовательских проектов как в академических, так и в государственных лабораториях: последние включают Институт критических материалов Министерства энергетики США в лаборатории Эймса и Национальную лабораторию Ок-Ридж. Например, редкоземельные элементы, такие как неодим и диспрозий, часто объединяются в постоянных магнитах. Чтобы разделить их, лаборатория Шелтера разработала химические процессы, которые могут избирательно растворять один редкоземельный элемент, в то время как другой остается твердым. По его словам, это «быстрый и эффективный подход к разделению металлов», но его стоимость в настоящее время не конкурентоспособна с добычей полезных ископаемых.Тем не менее, он считает, что это может измениться, поскольку рыночная цена на редкоземельные элементы в настоящее время поддерживается «искусственно низкой» — она не учитывает стоимость обработки и обращения с отходами во время процессов добычи и разделения. Если переработанные версии этих материалов будут продаваться как более чистые альтернативы добытым редкоземельным элементам, это может побудить компании, стремящиеся к более экологичному имиджу, платить за них больше.
«Потребители осознают важность свободной торговли кофе и последствия кровавых алмазов», — говорит Шелтер.«Само собой разумеется, что этический кобальт и чистые или переработанные редкоземельные элементы могут способствовать более устойчивой картине для этой отрасли».
Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.
Настройка вашего браузера для приема файлов cookie
Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:
- В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
- Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
- Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
- Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
- Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.
Почему этому сайту требуются файлы cookie?
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.
Что сохраняется в файле cookie?
Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.
Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.
Элементы, находящиеся под угрозой исчезновения: почему добыча сейчас важнее, чем когда-либо
В этом году исполняется 150 годовщина открытия Дмитрием Менделеевым периодической системы, известной сегодня, поэтому ЮНЕСКО (Организация Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры) объявила 2019 год Международным годом Периодической таблицы химических элементов.
В рамках официального запуска ученые разработали новую периодическую таблицу, которая подчеркивает нехватку элементов, используемых в повседневных устройствах, таких как смартфоны. Эта таблица была разработана Европейским химическим обществом, которое представляет более 160 000 химиков, чтобы подчеркнуть важность и уязвимость элементов, и была представлена в Европейском парламенте в январе.
В рамках открытия Международного года Периодической таблицы химических элементов была создана новая таблица Менделеева, которая наглядно демонстрирует нехватку элементов, необходимых в повседневной жизни каждого человека.
Периодическая таблица, которую мы обычно используем сегодня, упорядочивает элементы в группах, где каждый элемент имеет аналогичные свойства, и в строках, где заполняются разные оболочки электронов. Элементы появляются в порядке их атомного номера — числа протонов в ядре.
Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) создал наиболее часто используемую и современную таблицу Менделеева. Более подробная информация доступна на сайте iupac.org .
Новая таблица Менделеева — 90 природных элементов, из которых состоит все — имеет цветовую кодировку и демонстрирует наличие элементов.Он показывает, какие элементы потребляются очень быстро, а их наличие становится все более дефицитным, некоторые из них становится все труднее добывать, а другие добываются в странах, где ведутся войны за право собственности на минеральные ресурсы и которые часто добываются в очень бедных районах. условия.
Хотя у нас не «заканчивается» определенный элемент, проблема заключается в их нехватке. Они рассредоточены, и их труднее собрать и / или переработать. Существует крупная инициатива по отслеживанию «жизни» элементов, от добычи до очистки, так называемая прослеживаемость, которая отслеживает элементы в компонентах для производства товаров, продаж, перепродажи и до того, что происходит с товарами, когда они становятся отходами.В экономике замкнутого цикла бывшие в употреблении потребительские товары ремонтируются, используются повторно и перерабатываются.
Стало возможным благодаря горнодобывающей промышленности
Горнодобывающая промышленность часто не пользуется заслуженным уважением, и многие люди не понимают, каким образом она оказывает положительное влияние на их повседневную жизнь. Эта новая таблица Менделеева выявляет многие минералы, которые люди используют ежедневно, даже не подозревая об этом.
Минералы являются незаменимыми и незаменимыми компонентами того, что мы используем ежедневно, для транспорта, нашего здоровья, снабжения продуктами питания, общения и получения энергии.Многие люди не понимают, что если его не выращивают, то добывают — подчеркивая реальность того, что минералы используются во всем, что нас окружает.
Наши клиенты добывают полезные ископаемые, необходимые для питания современного общества, и мы ищем способы поделиться идеями о том, как наше оборудование и услуги помогают извлекать основные минералы, которые являются основой жизни людей, и как это делается более экологически рациональными способами.
Мы хотим, чтобы наши клиенты знали, что мы понимаем важность того, что они делают, и укрепляем их роль как ценных членов общества.Кампания «Сделано возможным благодаря добыче полезных ископаемых» — это один из способов, которым мы добились этого с помощью серии сообщений, в которых подчеркивается, сколько людей играет неотъемлемую роль в обычных, повседневных предметах, о которых многие даже не задумываются.
Видео, в котором рассказывается, как таблетка не может существовать без основных полезных ископаемых, дает представление об извлечении и использовании меди в современной электронике.
Медь — лишь один из многих добываемых и обрабатываемых минералов, необходимых для нашей повседневной электроники.
Move Mining — это онлайн-конкурс, созданный Обществом горнодобывающей, металлургической и геологоразведочной промышленности и Коалицией по образованию в области полезных ископаемых, призванный изменить восприятие горнодобывающей промышленности. Мы спонсируем этот открытый конкурс, который побуждает всех — профессионалов, студентов и широкую публику — показать, как горнодобывающая промышленность влияет на все аспекты нашей жизни.
Участники представляют короткое видео и одностраничное резюме своей идеи. Финалисты должны представить 3–4-страничный доклад и 3-минутный видеоролик, а затем представить его на прямой презентации на Ежегодной конференции и выставке малого и среднего бизнеса.Живое мероприятие в стиле акульих танков привносит волнение и интригу в финальные концепции, поскольку они делятся своими идеями по обучению и популяризации возможностей майнинга.
Прямая трансляция состоится в понедельник, 25 февраля 2019 г., в 16:30 по московскому времени. MST и будет распространяться через прямую трансляцию в Facebook.
Вы можете подписаться на нас в Твиттере на @KomatsuMining и следить за Международным годом Периодической таблицы на # IYPT2019, чтобы не отставать от того, как вы можете помочь в сохранении ресурсов, понять дефицит элементов и продвигать ценность полезных ископаемых в нашей повседневной жизни.