La tecnología moderna depende de un conjunto de 17 elementos al pie de la tabla periódica. Conocido como tierras raras (RE), muchos de estos metales son altamente magnéticos, y encontrar uso en informática, energía verde y otras tecnologías. Sin embargo, debido a la subida de precios, cuestiones legales y la dificultad de la minería, salvaguardar su suministro es un gran desafío científico y político.

Varias RE, como itrio (Y) y europio (Eu), se utilizan como fósforos en lámparas fluorescentes (FL). Estas lámparas reemplazan cada vez más la iluminación incandescente tradicional, pero tienen una vida útil limitada. Los FL al final de su vida útil son, por lo tanto, una fuente potencialmente enorme de ER, un ejemplo de "minería tecnosférica", pero se necesitan procesos duros y contaminantes para extraer estos metales de los fósforos gastados. Ahora, un equipo dirigido por la Universidad de Kanazawa en Japón ha desarrollado un método más limpio.

Como se informó en Gestión de residuos , en lugar de utilizar extractores ácidos para disolver los RE atrapados en las lámparas gastadas, el equipo de Kanazawa recurrió a la química química. Los quelantes, compuestos orgánicos que contienen elementos como N u O, se unen a los metales mediante la donación de electrones. Esto les permite filtrar suavemente los RE de la masa sólida de un fósforo gastado, sin necesidad de ácidos fuertes.

"Un tipo ideal de compuesto quelante se conoce como aminopolicarboxilatos, "explica el coautor del estudio Ryuta Murase." Estos ya se utilizan para eliminar metales tóxicos de los desechos sólidos. Descubrimos que también eran muy eficientes para extraer ER de los fósforos gastados, especialmente itrio y lantano, que se utilizan en los fósforos rojos más reactivos químicamente. El mejor desempeño fue el quelante EDTA, probablemente porque forma los complejos más fuertes con los metales ".

Para reforzar la tasa de extracción, el equipo agregó un segundo ingrediente a su proceso:energía mecanoquímica. Molienda planetaria de bolas:triturar un sólido en partículas finas entre capas de bolas duras en una cámara giratoria:aumenta el rendimiento de RE cuando se realiza durante el tratamiento quelante. Esto es porque, una vez molido, la mayor superficie de los fósforos pulverizados proporcionó un acceso más fácil a los metales lixiviables del interior.

"Trabajamos duro para optimizar el proceso en cada detalle, incluida la temperatura, pH velocidad de fresado, tamaño de la bola, y otros factores, ", dice el autor correspondiente, Hiroshi Hasegawa." Nuestros esfuerzos dieron sus frutos, y los metales de energía renovable más importantes desde el punto de vista económico se extrajeron de las lámparas gastadas con recuperaciones del 53 al 84 por ciento. El reciclaje de energías renovables será vital para la tecnología sostenible, y esperamos demostrar que se puede hacer de manera limpia y eficiente ".