De nouvelles recherches pionnières ont aidé les géologues à résoudre une énigme de longue date qui pourrait aider à identifier de nouvelles, concentrations inexploitées de certains des gisements de terres rares les plus précieux.

Une équipe de géologues, dirigé par le professeur Frances Wall de la Camborne School of Mines, ont découvert une nouvelle hypothèse pour prédire où les éléments des terres rares néodyme et dysprosium pourraient être trouvés.

Les éléments sont parmi les plus recherchés, parce qu'ils sont un élément essentiel de la fabrication d'énergie numérique et propre, y compris les aimants dans les grandes éoliennes et les moteurs de voitures électriques.

Pour la nouvelle recherche, les scientifiques ont mené une série d'expériences qui ont montré que le sodium et le potassium, plutôt que le chlore ou le fluor comme on le pensait auparavant, étaient les ingrédients clés pour rendre ces éléments des terres rares solubles.

Ceci est crucial car il détermine s'ils cristallisent - les rendant aptes à l'extraction - ou restent dissous dans les fluides.

Les expériences pourraient donc permettre aux géologues de mieux prédire où se trouvent probablement les meilleures concentrations de néodyme et de dysprosium.

Les résultats sont publiés dans la revue, Avancées scientifiques vendredi, 9 octobre 2020.

Chercheurs de l'Université d'Exeter, à travers le projet 'SoS RARE', ont déjà étudié de nombreux exemples naturels des racines de volcans de carbonatite éteints très inhabituels, où se trouvent les meilleurs gisements de terres rares du monde, afin d'essayer d'identifier des gisements potentiels de minéraux de terres rares.

Cependant, pour mieux comprendre leurs résultats, ils ont invité Michael Anenburg à rejoindre l'équipe pour mener des expériences à l'Université nationale australienne (ANU).

Il a simulé la cristallisation du magma de carbonate fondu pour découvrir quels éléments seraient concentrés dans les eaux chaudes laissées par le processus de cristallisation.

Il a montré que le sodium et le potassium rendent les terres rares solubles en solution. Sans sodium et potassium, les minéraux de terres rares précipitent dans la carbonatite elle-même. Avec du sodium, des minéraux intermédiaires comme la burbankite se forment et sont ensuite remplacés. Avec du potassium, le dysprosium est plus soluble que le néodyme et s'effectue dans les roches environnantes.

Professeur Françoise Wall, Le chef du projet SoS RARE a déclaré :« C'est une solution élégante qui nous aide à mieux comprendre où les terres rares « lourdes » comme le dysprosium et les terres rares « légères » comme le néodyme » peuvent être concentrées dans et autour des intrusions de carbonatite. Nous avons toujours recherché preuve de solutions contenant du chlorure, mais sans en trouver. Ces résultats nous donnent de nouvelles idées.

Michel Anenbourg, un boursier postdoctoral de l'ANU a déclaré :« Mes minuscules capsules expérimentales ont révélé des minéraux que la nature nous cache généralement. C'était une surprise de voir à quel point elles expliquaient bien ce que nous voyons dans les roches naturelles et les gisements de minerai.

"Mobilité des terres rares dans et autour des carbonatites contrôlées par le sodium, potassium, et de la silice" est publié dans Avancées scientifiques vendredi, 9 octobre 2020.