Element Case Studies: Rare Earth Elements - Université de Lorraine Access content directly
Book Section Year : 2021

Element Case Studies: Rare Earth Elements

Abstract

The growing demand for strategic resources such as rare earth elements (REEs) for development of modern technologies has spurred an increase in mining activities and consequently a release of REEs into the environment, posing a potential threat to human health. Phytoextraction or phytomining, regarded as an in situ and low-cost means to use the growth and harvest of hyperaccumulator plants that take up high concentrations of metals in their shoots, allowing metal removal from contaminated soil (phytoextraction) or commercial production of high value metals (phytomining). In this chapter, we review the discovery of REE hyperaccumulators worldwide, focusing on the fern species Dicranopteris linearis (synonym D. dichotoma) that preferentially takes up light REEs and Phytolacca americana that preferentially incorporates heavy REEs. Although less well understood, mechanisms of REE uptake, translocation, and distribution in hyperaccumulator plants are discussed. Finally, we analyze the challenge of improving REE yield by phytomining, and taking D. linearis and P. americana as examples, estimate the phytomining potential for REEs using these species based on their biomass production, REE concentrations in the ash and current market prices for REEs.
La demande croissante de ressources stratégiques telles que les éléments de terres rares (ETR) pour le développement de technologies modernes a entraîné une augmentation des activités minières et, par conséquent, un rejet d'ETR dans l'environnement, ce qui constitue une menace potentielle pour la santé humaine. La phytoextraction ou phytomining, considérée comme un moyen in situ et peu coûteux d'utiliser la croissance et la récolte de plantes hyperaccumulatrices qui absorbent de fortes concentrations de métaux dans leurs pousses, permet d'éliminer les métaux des sols contaminés (phytoextraction) ou de produire commercialement des métaux de grande valeur (phytomining). Dans ce chapitre, nous passons en revue la découverte des hyperaccumulateurs d'ETR dans le monde, en nous concentrant sur les espèces de fougères Dicranopteris linearis (synonyme D. dichotoma) qui absorbe préférentiellement les ETR légers et Phytolacca americana qui incorpore préférentiellement les ETR lourds. Bien que moins bien compris, les mécanismes d'absorption, de translocation et de distribution des ETR dans les plantes hyperaccumulatrices sont discutés. Enfin, nous analysons le défi d'améliorer le rendement des ETR par phytomining, et en prenant D. linearis et P. americana comme exemples, nous estimons le potentiel de phytomining pour les ETR en utilisant ces espèces sur la base de leur production de biomasse, des concentrations en ETR dans les cendres et des prix actuels du marché pour les ETR.
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Dates and versions

hal-03203453 , version 1 (20-04-2021)

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Cite

Chang Liu, Ming Yuan, Wen-Shen Liu, Mei-Na Guo, Hong-Xiang Zheng, et al.. Element Case Studies: Rare Earth Elements. A. van der Ent; A.J.M. Baker; G. Echevarria; M.O. Simonnot; J.L. Morel. Agromining: farming for metals, extracting unconventional resources using plants. 2nd Edition,, Springer Nature Switzerland AG, pp.471-483, 2021, 978-3-030-58903-5. ⟨10.1007/978-3-030-58904-2_24⟩. ⟨hal-03203453⟩
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