Los elementos de tierras raras se encuentran en muchos productos cotidianos, como teléfonos inteligentes, Luces LED y baterías. Sin embargo, solo unas pocas ubicaciones tienen grandes depósitos que vale la pena extraer, resultando en tensiones en la cadena de suministro global. Entonces, hay un impulso para reciclarlos de fuentes no tradicionales, como los desechos de la quema de cenizas volantes de carbón. Ahora, investigadores en ACS ' Ciencia y tecnología ambiental informan sobre un método simple para recuperar estos elementos de las cenizas volantes de carbón utilizando un líquido iónico.

Si bien los elementos de tierras raras no son tan escasos como su nombre lo indica, las principales reservas se encuentran en lugares políticamente sensibles, o están muy dispersos, lo que hace que minarlos sea un desafío. Entonces, para asegurar su suministro, algunas personas han recurrido al procesamiento de otros recursos enriquecidos. Por ejemplo, el subproducto de la ceniza de las centrales eléctricas de carbón tiene concentraciones elementales similares a las de los minerales crudos. Todavía, Los métodos actuales para extraer estos materiales preciosos de las cenizas volantes de carbón son peligrosos y requieren varios pasos de purificación para obtener un producto utilizable. Una solución potencial podrían ser líquidos iónicos, que se consideran respetuosos con el medio ambiente y son reutilizables.

Uno en particular, bis (trifluorometilsulfonil) imida de betainio o [Hbet] [Tf ₂ NORTE], disuelve selectivamente óxidos de tierras raras sobre otros óxidos metálicos. Este líquido iónico también se disuelve de forma única en agua cuando se calienta y luego se separa en dos fases cuando se enfría. Entonces, Ching-Hua Huang, Laura Stoy y sus colegas de Georgia Tech querían ver si eliminaría de manera eficiente y preferencial los elementos deseados de las cenizas volantes de carbón y si se podría limpiar de manera efectiva. creando un proceso seguro y que genera pocos residuos.

Los investigadores pretrataron la mosca del carbón con una solución alcalina y la secaron. Luego, calentaron cenizas suspendidas en agua con [Hbet] [Tf ₂ NORTE], creando una sola fase. Cuando se enfría, las soluciones se separaron. El líquido iónico extrajo más del 77% de los elementos de tierras raras de material fresco, y extrajo un porcentaje aún mayor (97%) de cenizas erosionadas que habían pasado años en un estanque de almacenamiento. Finalmente, Los elementos de tierras raras se eliminaron del líquido iónico con ácido diluido.

Los investigadores encontraron que la adición de betaína durante el paso de lixiviación aumentaba la cantidad de elementos de tierras raras extraídos. El equipo probó la reutilización del líquido iónico enjuagándolo con agua fría para eliminar el exceso de ácido. no encontrando cambios en su eficiencia de extracción a través de tres ciclos de lixiviación-limpieza. Los investigadores dicen que este enfoque de bajo desperdicio produce una solución rica en elementos de tierras raras, con impurezas limitadas, y podría usarse para reciclar materiales preciosos de la abundancia de cenizas volantes de carbón almacenadas en estanques de almacenamiento.