Ефективний підхід. Науковці знайшли спосіб у кілька разів ефективніше видобувати рідкісноземельні елементи

Результати роботи опубліковані в журналі Environmental Science & Technology.

Рідкісноземельні елементи використовують у багатьох сучасних технологіях, зокрема у вітрових турбінах, смартфонах, електромобілях і комп’ютерах. Хоча самі елементи не такі вже й рідкісні, їх складно відокремити від породи та очистити.

Читайте также: Муж Тины Кароль — кто он и как выглядит, что делает ?

Йдеться про так звані «хвости» вуглевидобутку. Це суміш дрібно подрібненого каміння, води та частинок вугілля. Такі відходи накопичуються у спеціальних сховищах, щоб вони не шкодили довкіллю. У США більшу частину цих матеріалів або додають до будівельних сумішей, або просто викидають.

За оцінками, з кожних 1,5 мільярда тонн таких відходів можна було б отримати понад 600 тисяч тонн рідкісноземельних елементів, але попередні методи не дозволяли робити це ефективно.

Новий процес складається з двох основних етапів. Спочатку відходи обробляють лужним розчином і нагрівають мікрохвилями. Потім застосовують азотну кислоту, щоб відокремити потрібні елементи від решти породи.

У науковій статті автори зазначають: «Результати показують, що лужна попередня обробка перед кислотним розщепленням суттєво впливає на ефективність видобутку рідкісноземельних елементів», при цьому в самому лужному розчині їх вилучається дуже мало.

Проблема попередніх методів у тому, що рідкісноземельні елементи«замкнені» всередині глинистих мінералів. Новий підхід змінює структуру цих мінералів і робить матеріал більш пористим, завдяки чому елементи легше вивільняються.

Хімічний біолог Даміло́ла Дарамо́ла з Північно-Східного університету пояснює: «Насправді ви змінюєте тверду структуру цього матеріалу».

Читайте также: Прихована загроза мозку. Маловідома хвороба судин учетверо підвищує ризик деменції

Серед елементів, які вдається отримати таким способом, є неодим. Його використовують для потужних магнітів, електрокарів, жорстких дисків і вітрових турбін, тобто у сферах, важливих для сучасних технологій і переходу до «зеленої» енергетики.

Водночас дослідники визнають, що метод поки що дорогий і його може бути складно масштабувати для промислового використання. Крім того, склад відходів відрізняється залежно від регіону, тож процес доведеться окремо налаштовувати для кожного випадку. Наприклад, лише у штаті Пенсильванія накопичилося близько 2 мільярдів тонн таких матеріалів.

Окреме питання полягає в тому, що у вугільних відходах містяться й інші корисні елементи, зокрема магній. У перспективі їх теж бажано видобувати одночасно з рідкісноземельними.

Попри всі обмеження, науковці вважають значне зростання ефективності важливим кроком, адже попит на ці елементи постійно зростає і в найближчі роки їх знадобиться ще більше.

У дослідженні сказано: «Цей підхід дає нове розуміння механізмів вивільнення рідкісноземельних елементів і показує потенціал оптимізації лужної обробки вугільних відходів для ефективного видобутку».