Ученые разработали экологически чистый метод извлечения РЗЭ из золы угля
Исследователи из Технологического института Джорджии разработали простой метод извлечения редкоземельных элементов из золы угля с использованием ионной жидкости и без использования опасных материалов. В статье, опубликованной в журнале Environmental Science & Technology, ученые объясняют, что ионные жидкости считаются экологически безопасными и могут использоваться повторно. В частности, бис(трифторметилсульфонил)имид бетания или [Hbet][Tf2N] избирательно растворяет оксиды редкоземельных элементов по сравнению с оксидами других металлов. По словам ученых, ионная жидкость также уникальным образом растворяется в воде при нагревании, а затем разделяется на две фазы при охлаждении. Зная это, они решили проверить, будет ли он эффективно и преимущественно извлекать нужные элементы из угольной золы и можно ли ее эффективно очистить, создав процесс, который безопасен и генерирует мало отходов. Для этого команда предварительно обработала угольную золу щелочным раствором и высушила ее. Затем они нагрели золу, взвешенную в воде, с помощью [Hbet][Tf2N], создав одну фазу. При охлаждении растворы разделялись. Ионная жидкость извлекла более 77% редкоземельных элементов из свежего материала и еще больший процент (97%) извлекла из выветрившегося пепла, который годами находился в пруду-хранилище. Последняя часть процесса заключалась в удалении редкоземельных элементов из ионной жидкости разбавленной кислотой. Исследователи также обнаружили, что добавление бетаина на этапе выщелачивания увеличивает количество извлекаемых редкоземельных элементов. Среди извлеченных элементов были скандий, иттрий, лантан, церий, неодим и диспрозий. Наконец, команда проверила возможность повторного использования ионной жидкости, промыв ее холодной водой для удаления излишков кислоты, и не обнаружила никаких изменений в эффективности ее экстракции в течение трех циклов выщелачивания-очистки. «Этот малоотходный подход позволяет получить раствор, богатый редкоземельными элементами с ограниченным количеством примесей, и его можно использовать для переработки драгоценных материалов из обилия угольной золы, хранящейся в прудах-хранилищах», — заявили ученые в заявлении для СМИ. Результаты могут также иметь решающее значение для угледобывающих регионов, таких как Вайоминг, которые стремятся заново изобрести свою местную промышленность в условиях снижения спроса на ископаемое топливо.
Время публикации: 28 июня 2021 г.