Wetenschappers ontwikkelen milieuvriendelijke methode voor het winnen van zeldzame aardmetalen uit steenkoolvliegas
Onderzoekers van het Georgia Institute of Technology hebben een eenvoudige methode ontwikkeld om zeldzame aardmetalen uit steenkoolvliegas te winnen met behulp van een ionische vloeistof en zonder gevaarlijke stoffen. 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 vloeistof in het bijzonder, betainiumbis(trifluoromethylsulfonyl)imide of [Hbet][Tf2N], lost zeldzame-aardoxiden selectief op ten opzichte van andere metaaloxiden. Volgens de wetenschappers lost de ionische vloeistof ook op unieke wijze op in water bij verhitting en splitst zich vervolgens in twee fasen bij afkoeling. Met deze wetenschap in het achterhoofd, gingen ze testen of het de gewenste elementen efficiënt en optimaal uit steenkoolvliegas zou halen en of het effectief gereinigd kon worden, wat een veilig proces opleverde dat weinig afval genereert. Om dit te bereiken, behandelde het team steenkoolvliegas voor met een alkalische oplossing en droogde het. Vervolgens verhitten ze de as, gesuspendeerd in water met [Hbet][Tf2N], waardoor een enkele fase ontstond. Na afkoeling scheidden de oplossingen zich. De ionische vloeistof extraheerde meer dan 77% van de zeldzame aardmetalen uit het verse materiaal en een nog hoger percentage (97%) uit verweerde as die jarenlang in een opslagvijver had gelegen. Het laatste onderdeel van het proces bestond uit het verwijderen van zeldzame aardmetalen uit de ionische vloeistof met verdund zuur. De onderzoekers ontdekten ook dat door het toevoegen van betaïne tijdens de uitloogstap de hoeveelheid geëxtraheerde zeldzame aardmetalen toenam. Tot de teruggevonden elementen behoren onder meer scandium, yttrium, lanthaan, cerium, neodymium en dysprosium. Tot slot testte het team de herbruikbaarheid van de ionische vloeistof door deze met koud water te spoelen om overtollig zuur te verwijderen. Er werd geen verschil gevonden in de extractie-efficiëntie na drie uitloog-reinigingscycli. "Deze aanpak met weinig afval levert een oplossing op die rijk is aan zeldzame aardmetalen, met beperkte onzuiverheden, en die gebruikt kan worden om kostbare materialen te recyclen uit de overvloed aan steenkoolvliegas die in opslagvijvers wordt opgeslagen", aldus de wetenschappers in een persbericht. De bevindingen kunnen ook van cruciaal belang zijn voor steenkoolproducerende regio's, zoals Wyoming, die hun lokale industrie nieuw leven willen inblazen nu de vraag naar fossiele brandstoffen afneemt.
Plaatsingstijd: 4 juli 2022 