Forskare från Trinity College Dublin har kastat nytt ljus över bildningsmekanismerna för ett sällsynt jordbärande mineral som efterfrågas allt mer över hela världen för dess användning inom den gröna energi- och teknikindustrin.

Deras upptäckt har viktiga ekonomiska konsekvenser eftersom det inte finns några substitutalternativ till dessa sällsynta jordartsmetaller (REE), som är oumbärliga på grund av deras förmåga att bilda små och mycket kraftfulla magneter som är viktiga för smarta enheter och koldioxidsnål energiproduktion (t.ex. elektronik, vindturbiner, hybridbilar).

De flesta REE utnyttjas i karbonatitavlagringar (den största kända karbonatiten är Bayan Obo i Kina), men forskare diskuterar fortfarande hur och varför de bildas på grund av deras komplicerade mineralogi, elementkomposition och geologisk historia.

Det finns mer än 250 kända REE-bärande mineraler, men bara tre är ekonomiskt livskraftiga och utnyttjas kommersiellt. Bastnäsite är sannolikt det primära värdefulla mineralet för REES i världen och var i fokus för Trinity -teamets studie.

Genom att överväga hur vatten som innehåller REE interagerade med kalcit, ett mineral som är allestädes närvarande i naturen och ofta finns i hydrotermiska miljöer, laget upptäckte en ny väg genom vilken bastnäsit bildades.

Adrienn Maria Szucs, Ph.D. Kandidat, Treenigheten, är den första författaren till studien, som just har publicerats av den internationella tidskriften Crystal Tillväxt &Design . Hon sa:

"Det faktum att vi behöver fler REE uppmanar oss att ta reda på mer om de värdefulla elementens geokemiska beteende. Helt enkelt, vi behöver veta mycket mer om REE, och hur och varför de bildas, om vi vill ha fler av dem.

"Kristalliseringsvägen vi upptäckte avslöjar att bastnäsitens ursprung i vissa sällsynta jordbärande fyndigheter helt enkelt kan vara en följd av interaktionen mellan kalcit och sällsynta jordrika vätskor. Detta är inte den enda reaktionen som bildar bastnäsit utan upptäckten är särskilt viktigt eftersom kalcit finns överallt och också är det mest stabila kalciumkarbonatet i naturen. det föreslår att det borde vara möjligt att stödja bildandet av bastnäsit under rätt förhållanden. "

Juan Diego Rodriguez-Blanco, Ussher biträdande professor i nanomineralogi vid Trinity, och finansierad utredare vid Irish Center for Research in Applied Geosciences (iCRAG), är huvudutredare. Han sa:

"Användningen av REE för högteknologiska produkter ökar kontinuerligt under åren, och därför ökar också efterfrågan på dem. Detta har genererat betydande geopolitisk konkurrens eftersom många REE har blivit mycket värdefulla.

"Tyvärr, utvinning och förädling av REE är både ekonomiskt och miljömässigt dyrt, så arbete som detta är viktigt för att förbättra vår förståelse av bildningsmekanismer för bastnäsit, vilket i sin tur hjälper oss att förbättra befintliga extraktions- och förädlingsmetoder. "