Pământurile rare sunt extrase din deșeuri printr-un nou procedeu

Pământurile rare, un grup de 17 elemente metalice, există în aproape fiecare piesă de tehnologie, inclusiv în telefoane mobile, televizoare, computere și în aproape fiecare parte dintr-un vehicul. Cererea pentru aceste elemente crește anual. Cu toate acestea, oferta este limitată din punct de vedere geopolitic și este exploatată prin practici nesustenabile din punct de vedere ecologic.

Young-Shin Jun, profesor de energie, mediu și inginerie chimică la Școala de Inginerie McKelvey din cadrul Universității Washington din St. Louis, SUA și echipa sa au creat o soluție de validare a conceptului. Ei vor să extragă pământurile rare din cenușa zburătoare de cărbune, un produs rezidual fin și pulverulent, rezultat din arderea cărbunelui.

„Am vrut să folosim un proces mai ecologic pentru a extrage pământuri rare decât procesele tradiționale mai dăunătoare. Deoarece cărbunele a fost deja utilizat, acest proces este, în cele din urmă, o cale spre reducerea și remedierea produselor reziduale”, a declarat Jun, potrivit Tech Xplore.

Extragerea pământurilor rare din cenușa de cărbune

Jun și fostul ei student la doctorat, Yaguang Zhu, au dezvoltat acest nou proces de extracție folosind fluidul supercritic, utilizat în mod obișnuit pentru decafeinizare, ca să recupereze aceste PR-uri extrem de necesare din materiale care, altfel, ar fi fost aruncate într-un depozit de deșeuri. Fluidul supercritic este o substanță aflată la o temperatură și o presiune peste punctul său critic, cu proprietăți între un lichid și un gaz.

Lucrarea lor, care apare în RSC Sustainability, este prima care arată că fluidele supercritice comune și accesibile, inclusiv dioxidul de carbon, azotul și aerul, au putut să extragă pământuri rare și să separe impuritățile foarte eficient. În plus, prin experimentele efectuate cu cenușă de cărbune, cercetătorii au descoperit că dioxidul de carbon supercritic a redus concentrațiile de impurități în produsul final de PR. În cele din urmă, produsele lor finale conțineau până la 6,47% PR, comparativ cu 0,0234% în sursa inițială de cenușă de cărbune.

Un proces mai puțin dăunător mediului

„Unicitatea lucrării noastre nu constă doar în utilizarea CO2 supercritic, ci și în faptul că am demonstrat că aerul și azotul supercritic, cu o temperatură și o presiune mult mai mici decât cele necesare pentru CO2, pot extrage în mod eficient PR. Putem folosi temperaturi și presiuni mai mici cu azot sau aer pentru a extrage elementele de pământuri rare din cenușa zburătoare de cărbune, ceea ce înseamnă costuri energetice mai mici. Desigur, CO2 supercritic funcționează cel mai bine, dar aerul sau azotul supercritic ar putea face o treabă mult mai bună în comparație cu fierberea tradițională la temperaturi ridicate cu acizi și solvenți organici pentru extragerea pământurilor rare”, a declarat Jun, care conduce Laboratorul de nanochimie a mediului.

De asemenea, metoda lui Jun elimină necesitatea de a prăji materiile prime la temperaturi extrem de ridicate, mai mari de 500 de grade Celsius.

„Căutăm un proces mai puțin dăunător mediului pentru reciclarea și recuperarea elementelor critice din materiale considerate anterior deșeuri”, a declarat Jun.

Vă mai recomandăm și: 

Inteligența artificială ar putea găsi noi compuși prețioși de pământuri rare

Cum încearcă Europa să ajungă din urmă China în menținerea materiilor prime vitale?

Oțelul „verde” creează apă în loc de dioxid de carbon ca produs secundar

Deșeurile de plastic găsite în Arctica provin de la toate țările lumii