Ahora, una investigación dirigida por la Universidad de Utah ha documentado concentraciones elevadas de un subconjunto clave de minerales críticos, conocidos como elementos de tierras raras o REE, en minas activas que bordean el cinturón de carbón de Uinta en Colorado y Utah. El trabajo está publicado en la revista Frontiers in Earth Science .

Estos hallazgos abren la posibilidad de que estas minas puedan ver un flujo de recursos secundario en forma de metales utilizados en energía renovable y muchas otras aplicaciones de alta tecnología, según la coautora del estudio Lauren Birgenheier, profesora asociada de geología y geofísica. P>

"El modelo es que si ya se está moviendo roca, ¿podría moverse un poco más de roca para obtener recursos hacia la transición energética?" dijo Birgenheier. "En esas áreas, estamos descubriendo que los elementos de tierras raras se concentran en unidades de esquisto de grano fino, los esquistos fangosos que se encuentran por encima y por debajo de las vetas de carbón".

Esta investigación se llevó a cabo en asociación con el Servicio Geológico de Utah y el Servicio Geológico de Colorado como parte del proyecto de Minerales de Carbono, Tierras Raras y Minerales Críticos, o CORE-CM.

Si bien estos metales son cruciales para la fabricación estadounidense, especialmente en tecnologías de alta gama, en gran medida provienen del extranjero.

"Cuando hablamos de ellos como 'minerales críticos', gran parte de la criticidad está relacionada con la cadena de suministro y el procesamiento", dijo Michael Free, profesor de ingeniería metalúrgica. "Este proyecto está diseñado en torno a la búsqueda de algunas fuentes domésticas alternativas no convencionales para estos materiales".

La asociación entre el carbón y los depósitos de REE ha sido bien documentada en otros lugares, pero previamente se habían recopilado o analizado pocos datos en los campos de carbón de Utah y Colorado.

"El objetivo de este proyecto de primera fase era recopilar datos adicionales para tratar de comprender si esto era algo que valía la pena seguir en Occidente", dijo el coautor del estudio Michael Vanden Berg, director del programa de energía y minerales del Servicio Geológico de Utah. "¿Hay enriquecimiento de elementos de tierras raras en estas rocas que podrían proporcionar algún tipo de subproducto o valor agregado a la industria minera del carbón?"

Los investigadores analizaron 3.500 muestras de 10 minas, cuatro montones de desechos mineros, siete núcleos estratigráficamente completos e incluso algunos montones de cenizas de carbón cerca de centrales eléctricas.

"El carbón en sí no está enriquecido con tierras raras", afirma Vanden Berg. "No habrá un subproducto de la extracción del carbón, pero para una empresa que extrae la veta de carbón, ¿podrían tomar un par de pies del piso al mismo tiempo? ¿Podrían tomar un par de pies del techo? ¿Podría haber potencial? allí? Esa es la dirección que nos llevaron los datos."

El equipo implementó dos métodos diferentes para registrar los niveles de tierras raras, expresados ​​en partes por millón o ppm, en las muestras. Uno era un dispositivo portátil para lecturas rápidas en el campo, el otro usaba espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente, o ICP-MS, en un laboratorio del campus.

"Utilizamos principalmente este dispositivo portátil de fluorescencia de rayos X, que es una pistola de análisis que sujetamos a la roca durante dos minutos y que sólo nos proporciona cinco o seis de los 17 elementos de tierras raras", dijo Birgenheier. Si las muestras mostraban concentraciones superiores a 200 ppm, realizaban un análisis más completo utilizando el equipo de espectrometría de masas más costoso.

El Departamento de Energía ha fijado 300 ppm como concentración mínima para que la minería de tierras raras sea potencialmente económicamente viable. Pero para el estudio, los investigadores consideraron que las concentraciones superiores a 200 ppm se consideraban "enriquecidas con REE".

El estudio encontró la mayor prevalencia de tales concentraciones en formaciones de limolita y esquisto adyacentes al carbón, mientras que la arenisca y el carbón en sí carecían en su mayoría de tierras raras.

El equipo ha analizado 11.000 muestras hasta la fecha, muchas más de las que se utilizaron en el estudio publicado. Los próximos pasos incluyen determinar cuánto mineral de tierras raras hay presente, lo que probablemente se hará con colegas de la Universidad de Wyoming y el Instituto de Minería y Tecnología de Nuevo México.