Os elementos de terra rara esperam no desperdício

Fonte: Revisão de Eurasia

Os elementos de terra rara são duros de obter e de reciclar duramente, mas um flash da intuição conduziu cientistas de Rice University para uma solução possível.

O laboratório do arroz de relatórios de James Tour do químico extraiu com sucesso os elementos de terra rara valiosos (REE) do desperdício em rendimentos altamente bastante para resolver edições para fabricantes ao impulsionar seus lucros.

O processo instantâneo do aquecimento do joule do laboratório, introduzido diversos anos há para produzir o graphene de toda a fonte de carbono contínua, tem sido aplicado agora a três fontes de elementos de terra rara — cinza de mosca de carvão, resíduo da bauxite e desperdício eletrônico — para recuperar os metais de terra rara, que têm as propriedades magnéticas e eletrônicas críticas à eletrônica moderna e às tecnologias verdes.

Os pesquisadores dizem que seu processo é mais amável ao ambiente usando distante menos energia e girando o córrego de usado frequentemente ácido para recuperar os elementos em um gotejamento.

O estudo aparece em avanços da ciência.

Os elementos de terra rara não são realmente raros. Um deles, cério, é mais abundante do que de cobre, e todos são mais abundantes do que o ouro. Mas estes 15 elementos do lanthanide, junto com o ítrio e o escândio, são distribuídos extensamente e difíceis de extrair dos materiais minados.

“Os E.U. usaram-se para minar elementos de terra rara, mas você obtém muitos elementos radioativos também,” a excursão disse. “Não é permitido você reinject a água, e tem que ser disposta, que é cara e problemática. No dia onde os E.U. eliminaram toda a mineração da terra rara, as fontes estrangeiras aumentou seu preço decuplamente.”

Tão há uma abundância do incentivo para reciclar o que é minado já, disse. Muita daquela é empilhada acima ou enterrada na cinza de mosca, o byproduct das fábricas a carvão. “Nós temos montanhas dela,” disse. “O resíduo de carvão ardente é os óxidos do silicone, do alumínio, do ferro e de cálcio que formam o vidro em torno dos elementos de traço, fazendo os muito duros extrair.” O resíduo da bauxite, chamou às vezes a lama vermelha, é o byproduct tóxico da produção de alumínio, quando o desperdício eletrônico for dos dispositivos antiquados como computadores e telefones espertos.

Quando a extração industrial destes desperdícios envolver geralmente lixiviar com o ácido forte, um processo demorado, não-verde, o laboratório do arroz aquece a cinza de mosca e os outros materiais (combinados com o preto de carbono para aumentar a condutibilidade) a aproximadamente 3.000 graus Célsio (5.432 graus de Fahrenheit) num segundo. O processo transforma o desperdício altamente na espécie ativada do solúvel “REE.”

A excursão disse que tratando a cinza de mosca pelo aquecimento instantâneo do joule “quebra o vidro que encerra estes elementos e converte fosfatos de REE aos óxidos de metal que dissolvem muito mais facilmente.” Os processos industriais usam uma concentração de molar 15 de ácido nítrico para extrair os materiais; o processo do arroz usa umas 0,1 concentrações de molar muito mais suave de ácido clorídrico que ainda rende mais produto.

Nas experiências conduzidas pelo pesquisador pos-doctoral e pelo autor principal Bing Deng, os pesquisadores encontraram a cinza de mosca instantânea de carvão do aquecimento do joule (CFA) dobrada mais do que o rendimento da maioria dos elementos de terra rara usando o ácido muito suave comparado a lixiviar CFA não tratado em ácidos fortes.

“A estratégia é general para vários desperdícios,” Bing disse. “Nós mostramos que os rendimentos da recuperação de REE estiveram melhorados da cinza de mosca de carvão, do resíduo da bauxite e dos desperdícios eletrônicos pelo mesmo processo da ativação.”

A generalidade do processo fá-lo que promete especialmente, Bing disse, como milhões de toneladas de resíduo da bauxite e o desperdício eletrônico é produzido igualmente cada ano.

“O Ministério de Energia determinou este é uma necessidade crítica que tivesse que ser resolvida,” excursão disse. “Nosso processo diz ao país que nós somos já não dependentes da mineração ambientalmente prejudicial ou das fontes estrangeiras para elementos de terra rara.”