Metale ziem rzadkich są coraz trudniej dostępne, ale naukowcy mają pomysł na ich odzyskiwanie

Korzystając z nieskomplikowanej metody naukowcy będą w stanie odzyskiwać tzw. metale ziem rzadkich z odpadów. Pierwiastki te są niezwykle przydatne, a ich ilość dość ograniczona.
Metale ziem rzadkich są coraz trudniej dostępne, ale naukowcy mają pomysł na ich odzyskiwanie

Magicznym sposobem zaproponowanym przez autorów publikacji dostępnej na łamach Science Advances jest podgrzewanie odpadów elektronicznych i przemysłowych z wykorzystaniem… elektryczności. W ten sposób możliwe jest wydobycie z materiału ponad dwukrotnie większej ilości metali ziem rzadkich niż miało to miejsce w przypadku stosowanych wcześniej technik.

Czytaj też: Automatyzacja postępuje: liczba robotów przemysłowych rośnie jak szalona

Owe pierwiastki są kluczowe w produkcji smartfonów, silników elektrycznych czy turbin wiatrowych, choć ich wydobycie nie należy do łatwych zajęć. Co więcej, proces ten jest niezwykle szkodliwy dla środowiska i generuje tony odpadów – również radioaktywnych. Rynek wydobycia tych pierwiastków jest zdominowany przez Chiny, a inne kraje próbują wypracować metody pozyskiwana metali ziem rzadkich na inne sposoby. W grę wchodzi recykling elektroniki, choć nie należy to do łatwych zadań.

Obecnie stosowane metody ekstrakcji wymagają użycia dużych ilości żrących substancji chemicznych i są mało wydajne. James Tour z Rice University postanowił wraz ze współpracownikami wykorzystać tzw. prawo Joule’a. W zeszłym roku badacze użyli tej techniki do usuwania metali szlachetnych i metali ciężkich z płytek obwodów drukowanych. W tym przypadku postanowili natomiast dokonać ekstrakcji metali ziem rzadkich.

Metale ziem rzadkich znajdują zastosowanie m.in. w produkcji smartfonów

Metoda została zastosowana na popiołach lotnych z węgla, zużytych płytkach drukowanych i tzw. czerwonym szlamie. Każdy z tych odpadów zawiera nawet do trzech razy więcej metali ziem rzadkich w postaci itru, neodymu, europu, terbu i dysprozu niż ma to miejsce w najbardziej skoncentrowanych rudach na świecie. Krótkorwałe, lecz intensywne impulsy elektryczne umożliwiają gwałtowne podgrzewanie odpadów do temperatury około 3000 stopni Celsjusza, co prowadzi do pękania szkła wokół cząstek popiołu lotnego i przekształcania fosforanów związanych z metalami ziem rzadkich. Zjawisko to ułatwia również rozdzielanie i ekstrakcję tych pierwiastków.

Czytaj też: Nowy stop metalu łamie dotychczasowe zasady. Został odkryty przez przypadek

Jak wyjaśnia szef zespołu badawczego, w porównaniu z dotychczas stosowanymi metodami udało się uzyskać około 150-200% wydajności. Poza tym, ta nowa nie zużywa dużo ciepła, a wykorzystana na jej potrzeby energia kosztowałaby około 12 dolarów za tonę przetworzonego popiołu lotnego. Taki koszt wchodzi w grę przy przemysłowym podejściu do tematu. I choć jest jasne, że przytoczona metoda nie rozwiąże wszystkich problemów z niedoborem metali ziem rzadkich, to Tour twierdzi, iż jego pomysłem zainteresowali się już inwestorzy.