Gli scienziati sviluppano un metodo rispettoso dell'ambiente per recuperare le terre rare dalle ceneri volanti di carbone
I ricercatori del Georgia Institute of Technology hanno sviluppato un metodo semplice per recuperare elementi di terre rare dalle ceneri volanti di carbone utilizzando un liquido ionico ed evitando materiali pericolosi. In un articolo pubblicato sulla rivista Environmental Science & Technology, gli scienziati spiegano che i liquidi ionici sono considerati benigni dal punto di vista ambientale e sono riutilizzabili. Uno in particolare, il betainio bis(trifluorometilsulfonil)immide o [Hbet][Tf2N], dissolve selettivamente gli ossidi delle terre rare rispetto ad altri ossidi metallici. Secondo gli scienziati, anche il liquido ionico si dissolve in acqua quando viene riscaldato e poi si separa in due fasi quando viene raffreddato. Sapendo questo, hanno deciso di testare se avrebbe estratto in modo efficiente e preferenziale gli elementi desiderati dalle ceneri volanti di carbone e se potesse essere pulito efficacemente, creando un processo sicuro e che genera pochi rifiuti. Per fare ciò, il team ha pretrattato le ceneri volanti di carbone con una soluzione alcalina e le ha essiccate. Quindi, hanno riscaldato la cenere sospesa in acqua con [Hbet] [Tf2N], creando un'unica fase. Una volta raffreddate, le soluzioni si separarono. Il liquido ionico ha estratto più del 77% degli elementi delle terre rare da materiale fresco e ha recuperato una percentuale ancora più elevata (97%) dalle ceneri esposte agli agenti atmosferici che avevano trascorso anni in uno stagno di stoccaggio. L'ultima parte del processo consisteva nel rimuovere gli elementi delle terre rare dal liquido ionico con acido diluito. I ricercatori hanno anche scoperto che l’aggiunta di betaina durante la fase di lisciviazione aumentava la quantità di elementi delle terre rare estratti. Scandio, ittrio, lantanio, cerio, neodimio e disprosio furono tra gli elementi recuperati. Infine, il team ha testato la riutilizzabilità del liquido ionico risciacquandolo con acqua fredda per rimuovere l'acido in eccesso, non riscontrando alcun cambiamento nella sua efficienza di estrazione attraverso tre cicli di lisciviazione e pulizia. “Questo approccio a basso spreco produce una soluzione ricca di elementi delle terre rare, con impurità limitate, e potrebbe essere utilizzata per riciclare materiali preziosi dall’abbondanza di ceneri volanti di carbone conservate negli stagni di stoccaggio”, hanno affermato gli scienziati in un comunicato stampa. I risultati potrebbero anche essere cruciali per le regioni produttrici di carbone, come il Wyoming, che stanno cercando di reinventare la propria industria locale a fronte della diminuzione della domanda di combustibili fossili.
Orario di pubblicazione: 28-giu-2021