Naukowcy opracowują przyjazną dla środowiska metodę odzyskiwania REE z popiołów lotnych węglowych
Naukowcy z Georgia Institute of Technology opracowali prostą metodę odzyskiwania pierwiastków ziem rzadkich z popiołów lotnych węglowych przy użyciu cieczy jonowej i unikania materiałów niebezpiecznych. W artykule opublikowanym w czasopiśmie Environmental Science & Technology naukowcy wyjaśniają, że ciecze jonowe są uważane za przyjazne dla środowiska i nadają się do ponownego użycia.W szczególności jeden z nich, bis(trifluorometylosulfonylo)imid betainy lub [Hbet][Tf2N], selektywnie rozpuszcza tlenki metali ziem rzadkich w stosunku do innych tlenków metali. Zdaniem naukowców ciecz jonowa w wyjątkowy sposób rozpuszcza się w wodzie po podgrzaniu, a następnie po ochłodzeniu rozdziela się na dwie fazy.Wiedząc o tym, postanowili sprawdzić, czy będzie on skutecznie i preferencyjnie wyciągał pożądane pierwiastki z popiołów lotnych węglowych i czy można go skutecznie oczyścić, tworząc proces, który jest bezpieczny i generuje niewiele odpadów. W tym celu zespół wstępnie poddał popiół lotny węglowy roztworowi alkalicznemu i wysuszył go.Następnie podgrzali popiół zawieszony w wodzie z [Hbet] [Tf2N], tworząc jedną fazę.Po ochłodzeniu roztwory rozdzieliły się.Ciecz jonowa wyekstrahowała ponad 77% pierwiastków ziem rzadkich ze świeżego materiału i odzyskała jeszcze większy procent (97%) ze zwietrzałego popiołu, który spędził lata w stawie magazynowym.Ostatnią częścią procesu było usunięcie pierwiastków ziem rzadkich z cieczy jonowej za pomocą rozcieńczonego kwasu. Naukowcy odkryli również, że dodanie betainy na etapie ługowania zwiększyło ilość ekstrahowanych pierwiastków ziem rzadkich. Wśród odzyskanych pierwiastków znalazły się skand, itr, lantan, cer, neodym i dysproz. Na koniec zespół przetestował możliwość ponownego użycia cieczy jonowej, spłukując ją zimną wodą w celu usunięcia nadmiaru kwasu, nie stwierdzając żadnych zmian w wydajności ekstrakcji po trzech cyklach ługowania i czyszczenia. „To podejście oparte na niskiej odpadowości pozwala uzyskać rozwiązanie bogate w pierwiastki ziem rzadkich, z ograniczoną ilością zanieczyszczeń, które można wykorzystać do recyklingu cennych materiałów z obfitości popiołów lotnych z węgla przechowywanych w stawach retencyjnych” – stwierdzili naukowcy w oświadczeniu medialnym. Odkrycia mogą być również kluczowe dla regionów produkujących węgiel, takich jak Wyoming, które chcą na nowo odkryć swój lokalny przemysł w obliczu malejącego zapotrzebowania na paliwa kopalne.
Czas publikacji: 28 czerwca 2021 r