Cercetătorii au descoperit o modalitate de a purifica mineralele din pământuri rare din gadgeturi aruncate cu un compus chimic utilizat în mod normal în medicină. Ei susțin că metoda lor oferă multiple beneficii pentru mediu.
Minerale din pământuri rare, cunoscute și ca metale din pământuri rare sau elemente din pământuri rare (REE), includ materiale precum europiu, ytriu și samariu și au multiple utilizări în electronică. Se găsesc în mod obișnuit în smartphone-uri, computere, ecrane TV și chiar în bateriile de mașini electrice.
În ciuda numelui lor, REE sunt de fapt destul de comune, dar apar în mod natural doar în concentrații scăzute în compușii din minereuri. Aceasta înseamnă că, pentru a fi izolate pentru utilizare, trebuie să treacă prin procese de extracție și purificare în mai multe etape, care sunt atât chimice, cât și energetice.
După cum este descris de Harvard International Review, aceasta include crearea de „bazine de leșiere” în care solul care conține elementele dorite este amestecat cu substanțe chimice precum sulfatul de amoniu și clorura de amoniu pentru a le separa. Aceste substanțe chimice extrem de toxice se pot scurge apoi în căile navigabile locale. Produsele secundare toxice suplimentare includ toriu și uraniu radioactiv. În total, procesează o tonă de minerale din pământuri rare produce aproximativ 2.000 de tone de deșeuri toxice.
“Metalele din pământuri rare sunt aproape niciodată reciclate în Europa. Există o nevoie urgentă de metode durabile și necomplicate pentru separarea și recuperarea acestor materii prime strategice din diverse surse”, a spus cercetătorul principal. Victor Mougelprofesor asistent la Laboratorul de Chimie Anorganică al ETH Zurich, în a afirmație.
Într-o metodă descrisă într-o lucrare publicată pe 3 iunie în jurnal Comunicarea naturiiMougel și echipa sa s-au concentrat pe extragerea europiului – un REE extrem de volatil care, potrivit Enciclopedia Britannicaeste folosit în mod obișnuit în sticla luminilor fluorescente sau ca sursă de culoare albastră în LED-uri.
Extracție și reciclare mai sigură de REE
Prima autoare a studiului Marie Perrin, doctorand la ETH Zurich, a explicat că metodele de separare existente pentru recuperarea europiului au fost până acum impracticabile. Echipa, cu toate acestea, a exploatat molecule anorganice mici numite tetratiometalate, care cuprind patru atomi de sulf în jurul tungstenului sau molibdenului.
Tetratiometalații sunt metale de tranziție care sunt utilizate în mod convențional în medicină ca tratamente pentru tulburările metabolice ale cuprului și cancer, au spus oamenii de știință.
Dar, folosindu-le ca reactiv într-o reacție redox (reducere-oxidare), au extras cu ușurință mostre de europiu – inclusiv din deșeurile post-consum, sub formă de becuri uzate, care economisesc energie, au spus ei în studiu.
Au măcinat lămpile și apoi le-au dizolvat în acid trifluormetansulfonic. Odată ce sticla a fost filtrată, au uscat cu vid ceea ce a rămas la 392 de grade Fahrenheit (200 de grade Celsius) și apoi l-au adăugat la o soluție de tetratiometalat de tungsten.
Eficiența eliminării europiului a fost de aproximativ 98,9% – ceea ce a fost „cu un ordin de mărime mai mare decât cel mai bine raportat [methods]”, au adăugat oamenii de știință.
Cercetătorii și-au patentat tehnologia și înființează o companie numită REEcover pentru a o comercializa, cu accent pe reciclare, mai degrabă decât pe extragerea de noi REE din mediu. Echipa lucrează, de asemenea, la stabilirea unor metode de reciclare a altor minerale, cum ar fi neodim și disproziu, care se găsesc în magneți.