يطور العلماء طريقة صديقة للبيئة لاستعادة العناصر الأرضية النادرة من رماد الفحم المتطاير
طور باحثون في معهد جورجيا للتكنولوجيا طريقة بسيطة لاستعادة العناصر الأرضية النادرة من رماد الفحم المتطاير باستخدام سائل أيوني وتجنب المواد الخطرة. وفي بحث نشر في مجلة العلوم والتكنولوجيا البيئية، أوضح العلماء أن السوائل الأيونية تعتبر حميدة بيئيا وقابلة لإعادة الاستخدام. واحد على وجه الخصوص، البيتينيوم مكرر (ثلاثي فلورو ميثيل سلفونيل) إيميد أو [Hbet] [Tf2N]، يذيب بشكل انتقائي أكاسيد الأرض النادرة على أكاسيد المعادن الأخرى. ووفقا للعلماء، يذوب السائل الأيوني أيضًا بشكل فريد في الماء عند تسخينه ثم ينفصل إلى مرحلتين عند تبريده. ومن خلال معرفة ذلك، بدأوا في اختبار ما إذا كان سيسحب العناصر المطلوبة بكفاءة وتفضيلية من رماد الفحم المتطاير وما إذا كان يمكن تنظيفه بشكل فعال، مما يخلق عملية آمنة وتولد القليل من النفايات. وللقيام بذلك، قام الفريق بمعالجة رماد الفحم المتطاير مسبقًا بمحلول قلوي وتجفيفه. بعد ذلك، قاموا بتسخين الرماد المعلق في الماء باستخدام [Hbet] [Tf2N]، مما أدى إلى إنشاء مرحلة واحدة. عندما تبرد، يتم فصل الحلول. استخرج السائل الأيوني أكثر من 77% من العناصر الأرضية النادرة من مواد جديدة، كما استعاد نسبة أعلى (97%) من الرماد الذي تعرض للعوامل الجوية والذي أمضى سنوات في بركة تخزين. كان الجزء الأخير من العملية هو تجريد العناصر الأرضية النادرة من السائل الأيوني باستخدام حمض مخفف. ووجد الباحثون أيضًا أن إضافة البيتين أثناء خطوة الترشيح أدى إلى زيادة كميات العناصر الأرضية النادرة المستخرجة. وكان سكانديوم، والإيتريوم، واللانثانم، والسيريوم، والنيوديميوم، والديسبروسيوم من بين العناصر التي تم استردادها. أخيرًا، اختبر الفريق قابلية إعادة استخدام السائل الأيوني عن طريق شطفه بالماء البارد لإزالة الحمض الزائد، ولم يجدوا أي تغيير في كفاءة استخلاصه من خلال ثلاث دورات تنظيف وترشيح. وقال العلماء في بيان إعلامي: "إن هذا النهج منخفض النفايات ينتج حلاً غنيًا بالعناصر الأرضية النادرة، مع شوائب محدودة، ويمكن استخدامه لإعادة تدوير المواد الثمينة من وفرة رماد الفحم المتطاير الموجود في أحواض التخزين". ويمكن أن تكون النتائج حاسمة أيضًا بالنسبة للمناطق المنتجة للفحم، مثل وايومنغ، التي تتطلع إلى إعادة اختراع صناعتها المحلية في مواجهة انخفاض الطلب على الوقود الأحفوري.
وقت النشر: 28 يونيو 2021