Wetenschappers ontwikkelen een milieuvriendelijke methode voor het terugwinnen van REE uit steenkoolvliegas
Onderzoekers van het Georgia Institute of Technology hebben een eenvoudige methode ontwikkeld voor het terugwinnen van zeldzame aardmetalen uit steenkoolvliegas met behulp van een ionische vloeistof en het vermijden van gevaarlijke materialen. In een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Environmental Science & Technology leggen de wetenschappers uit dat ionische vloeistoffen als milieuvriendelijk worden beschouwd en herbruikbaar zijn. Eén in het bijzonder, betaïne-bis(trifluormethylsulfonyl)imide of [Hbet][Tf2N], lost selectief oxiden van zeldzame aardmetalen op ten opzichte van andere metaaloxiden. Volgens de wetenschappers lost de ionische vloeistof ook op unieke wijze op in water bij verhitting en scheidt zich vervolgens in twee fasen bij afkoeling. Omdat ze dit wisten, gingen ze testen of het efficiënt en bij voorkeur de gewenste elementen uit steenkoolvliegas zou halen en of het effectief kon worden gereinigd, waardoor een proces ontstond dat veilig is en weinig afval genereert. Om dit te doen, heeft het team steenkoolvliegas voorbehandeld met een alkalische oplossing en deze gedroogd. Vervolgens verhitten ze as gesuspendeerd in water met [Hbet][Tf2N], waardoor een enkele fase ontstond. Bij afkoeling scheidden de oplossingen zich. De ionische vloeistof haalde meer dan 77% van de zeldzame aardmetalen uit vers materiaal en haalde een nog hoger percentage (97%) terug uit verweerde as die jaren in een opslagvijver had gelegen. Het laatste deel van het proces was het strippen van zeldzame aardmetalen uit de ionische vloeistof met verdund zuur. De onderzoekers ontdekten ook dat het toevoegen van betaïne tijdens de uitloogstap de hoeveelheden geëxtraheerde zeldzame aardmetalen verhoogde. Scandium, yttrium, lanthaan, cerium, neodymium en dysprosium behoorden tot de teruggevonden elementen. Ten slotte testte het team de herbruikbaarheid van de ionische vloeistof door deze met koud water te spoelen om overtollig zuur te verwijderen. Er werd geen verandering in de extractie-efficiëntie gevonden tijdens drie uitlogings-reinigingscycli. “Deze aanpak met weinig afval levert een oplossing op die rijk is aan zeldzame aardmetalen, met beperkte onzuiverheden, en zou kunnen worden gebruikt om kostbare materialen te recyclen uit de overvloed aan steenkoolvliegas in opslagvijvers”, aldus de wetenschappers in een mediaverklaring. De bevindingen kunnen ook van cruciaal belang zijn voor steenkoolproducerende regio's, zoals Wyoming, die hun lokale industrie opnieuw willen uitvinden in het licht van de afnemende vraag naar fossiele brandstoffen.
Posttijd: 28 juni 2021