Le lantanidi attendono nello spreco

Fonte: Rassegna dell'Eurasia

Le lantanidi sono difficili da ottenere e dure da riciclare, ma un flash dell'intuizione ha condotto gli scienziati di Rice University verso una soluzione possibile.

Il laboratorio del riso dei rapporti di James Tour del chimico ha estratto con successo le lantanidi importanti (REE) da spreco ai rendimenti abbastanza su per risolvere i problema per i produttori mentre amplifica i loro profitti.

Il processo istantaneo del riscaldamento del joule del laboratorio, introdotto parecchi anni fa per produrre il graphene da tutta la fonte di carbonio solida, ora si è applicato a tre fonti di lantanidi — cenere volatile del carbone, residuo della bauxite e rifiuti elettronici — per recuperare i metalli di terra rara, che hanno proprietà magnetiche ed elettroniche critiche ad elettronica moderna ed alle tecnologie verdi.

I ricercatori dicono che il loro processo è più gentile all'ambiente usando molto energia ed il giro della corrente di usato spesso acido per recuperare gli elementi in un gocciolamento.

Lo studio compare negli avanzamenti di scienza.

Le lantanidi non sono realmente rare. Una di loro, cerio, è più abbondante di di rame e tutti sono più abbondanti dell'oro. Ma questi 15 elementi della lantanide, con l'ittrio e lo scandio, sono ampiamente distribuiti e difficili da estrarre dai materiali estratti.

«Gli Stati Uniti hanno usato per estrarre le lantanidi, ma ottenete molti elementi radioattivi pure,» il giro ha detto. «Non siete permesso reiniettare l'acqua e deve essere eliminata, che è costosa e problematica. Il giorno che gli Stati Uniti hanno eliminato tutta l'estrazione mineraria della terra rara, le fonti straniere ha aumentato il loro prezzo dieci volte.»

Così c'è abbondanza dell'incentivo per riciclare che cosa è estratto già, ha detto. Molto di quello è accatastato su o è sepolto in cenere volatile, il sottoprodotto del centrali termiche alimentate a carbone. «Abbiamo montagne,» ha detto. «Il residuo di carbone bruciante è gli ossidi del silicio, dell'alluminio, del ferro e di calcio che formano il vetro intorno agli oligoelementi, rendente li molto duri estrarre.» Il residuo della bauxite, a volte ha chiamato il fango rosso, è il sottoprodotto tossico di produzione di alluminio, mentre i rifiuti elettronici provengono dai dispositivi antiquati come i computer e gli Smart Phone.

Mentre l'estrazione industriale da questi sprechi comprende comunemente lisciviare con forte acido, un processo che richiede tempo e non verde, il laboratorio del riso riscalda la cenere volatile ed altri materiali (combinati con nero di carbonio per migliorare conducibilità) a circa centigrado 3.000 gradi (5.432 gradi di Fahrenheit) in un secondo. Il processo trasforma lo spreco altamente nelle specie attivate della sostanza solubile «REE.»

Il giro ha detto che trattando la cenere volatile dal riscaldamento istantaneo di joule «rompe il vetro che imballa questi elementi e converte i fosfati di REE in ossidi metallici che dissolvono più facilmente molto.» I processi industriali usano una concentrazione molare 15 di acido nitrico per estrarre i materiali; il processo del riso usa le 0,1 concentrazioni molari molto più delicata di acido cloridrico che ancora rende più prodotto.

Negli esperimenti principali dal ricercatore postdottorale e dall'autore principale Bing Deng, i ricercatori hanno trovato la cenere volatile istantanea del carbone del riscaldamento di joule (CFA) più del rendimento della maggior parte delle lantanidi facendo uso di acido molto delicato confrontato a lisciviare il CFA non trattato in forti acidi.

«La strategia è generale per vari sprechi,» Bing ha detto. «Abbiamo provato che i rendimenti di recupero di REE sono stati migliorati dalla cenere volatile del carbone, dal residuo della bauxite e dai rifiuti elettronici tramite lo stesso processo di attivazione.»

La generalità del processo lo fa che promette particolarmente, Bing ha detto, come milioni di tonnellate di residuo della bauxite ed i rifiuti elettronici inoltre sono prodotti ogni anno.

«Il Dipartimento per l'energia ha determinato questo è un bisogno critico che deve essere risolto,» giro ha detto. «Il nostro processo dice al paese che non dipendiamo più dall'estrazione mineraria in condizioni ambientali nociva o dalle fonti straniere per le lantanidi.»