Elementele din pământul rar (REE) alcătuiesc 17 dintre elementele din tabelul periodic și, deși numele sugerează altfel, ele sunt de fapt abundente în scoarța terestră. Ceea ce le face „rare” este faptul că nu sunt deseori concentrate în zăcămintele de minereu unde pot fi găsite. Acest lucru le face să fie o provocare de extras, ceea ce duce la scumpirea și nesiguranța lor.

fost

Această situație este incomodă, deoarece viabilitatea unui viitor cu energie regenerabilă se bazează pe aprovizionarea gata de REE. De exemplu, două dintre aceste elemente din pământurile rare, neodimul (Nd) și disproziul (Dy), sunt cruciale pentru dezvoltarea tehnologiilor solare și eoliene și a vehiculelor electrice. Ele sunt, de asemenea, utilizate pentru a face hard disk-uri, ecrane de televiziune și electronice moderne, cum ar fi cel pe care îl puteți ține în mână chiar acum.

Cu toate acestea, potrivit Grupului de consultanță pentru surse regenerabile (RCG), „utilizarea REE s-a confruntat cu critici din cauza volatilității prețurilor și a problemelor politice din jurul lanțului de aprovizionare”. Ca să nu mai vorbim de milioanele de tone de poluare acidă generate de metodele convenționale de extracție, iar industria energiei regenerabile nu mai arată atât de verde. De aceea, Paul J. Antonick și Zhichao Hu, membri ai echipei de termodinamică de la Școala de Inginerie a Universității Rutgers, au venit cu o soluție naturală.

Au descoperit o nouă modalitate de a scoate aceste elemente din deșeurile de roci fosfat - cunoscute și sub numele de fosfogips. Au descoperit că acizii minerali și organici - produși de bacterii naturale numite Gluconobacter oxydanscould - pot face treaba în loc să folosească substanțe chimice dure. Dacă vor găsi o modalitate de a extinde această nouă metodă, aceasta ar însemna mai puțină dependență de mineritul REE, precum și mai puține substanțe chimice toxice utilizate de obicei pentru a extrage elementele din minereuri metalice. Ar fi un impuls uriaș pentru dezvoltarea energiei curate.

Cum au făcut-o

  • Cercetătorii au încercat o serie de amestecuri bio-acide de acizi minerali și organici pentru a extrage șase REE - itriu, ceriu, neodim, samariu, europiu și itterbiu.
  • Ei au folosit acești acizi naturali împreună cu un amestec bioacid sau biolixiviant pentru a extrage șase elemente din pământuri rare din fosfogips sintetic. Ei au spus că „biolixiviantul a fost mai eficient la extragerea elementelor de pământ rar decât acidul gluconic și acidul fosforic, dar mai puțin eficient decât acidul sulfuric”.
  • Deci, pentru experimente, aceștia folosesc în principal acid gluconic, găsit în mod natural în fructe și miere, pentru a elimina elementele de pământ rar prinse în deșeuri.
  • La început, deșeurile de roci fosfatice cu care lucrau erau apoase; și apoi, pe măsură ce s-a uscat, a format o crustă.
  • Cercetarea a fost publicată în Journal of Chemical Thermodynamics.

Ce urmeaza

Acest studiu a analizat doar fosfogipsul sintetic produs în laborator. În continuare, vor testa dacă această metodă funcționează și pe deșeurile produse efectiv de industrie. Fosfogipsul este de fapt un deșeu secundar al producției de acid fosforic pentru îngrășăminte. Potrivit Futurity, „în fiecare an, S.U.A. exploatează aproximativ 250 de milioane de tone de rocă fosfat pentru a produce acid fosforic pentru îngrășăminte. ”

Cu alte cuvinte, există mult - aproximativ 100.000 de tone din aceste REE ajung în deșeuri de roci fosfatice în fiecare an. Teoretic vorbind, cantitatea de deșeuri produsă înseamnă că producția anuală de oxizi de pământuri rare ar putea fi aproape dublată dacă acest lucru poate funcționa, chiar dacă elementele reprezintă doar 0,1% din rocile fosfatice.

O aprovizionare constantă de REE va fi crucială pentru a furniza populației cererea tot mai mare de smartphone-uri noi și astfel de vehicule electrice și tehnologii de energie regenerabilă pentru electricitate, printre altele. Va fi, de asemenea, bun pentru marii producători de turbine eoliene care se bazează pe generatoare de magneți din neodim și disproziu, printre alte elemente din pământuri rare, cum ar fi praseodimul (Pr) și terbiul (Tb). Sperăm că această nouă cercetare va facilita accesul la aprovizionare pentru toată lumea și, de asemenea, va fi mai durabil.