Forskere utvikler miljøvennlig metode for å utvinne REE fra kullflyveaske
Forskere ved Georgia Institute of Technology har utviklet en enkel metode for å gjenvinne sjeldne jordartsmetaller fra kullflyveaske ved hjelp av en ionisk væske og unngå farlige materialer. I en artikkel publisert i tidsskriftet Environmental Science & Technology forklarer forskerne at ioniske væsker anses å være miljøvennlige og kan brukes om igjen. En spesielt nyttig løsning, betainium bis(trifluormetylsulfonyl)imid eller [Hbet][Tf2N], løser opp sjeldne jordartsoksider selektivt fremfor andre metalloksider. Ifølge forskerne løser den ioniske væsken seg også opp i vann på en unik måte når den varmes opp, og separeres deretter i to faser når den avkjøles. Med denne kunnskapen satte de opp en test for å teste om den effektivt og fortrinnsvis ville trekke de ønskede elementene ut av kullflyveaske, og om den kunne renses effektivt, noe som skapte en prosess som er trygg og genererer lite avfall. For å gjøre dette, forbehandlet teamet kullflyveaske med en alkalisk løsning og tørket den. Deretter varmet de opp aske suspendert i vann med [Hbet][Tf2N], og skapte en enkelt fase. Når løsningene ble avkjølt, separerte de seg. Den ioniske væsken ekstraherte mer enn 77 % av de sjeldne jordartsmetallene fra ferskt materiale, og den gjenvant en enda høyere prosentandel (97 %) fra forvitret aske som hadde tilbrakt år i et lagringsbasseng. Den siste delen av prosessen var å strippe sjeldne jordartsmetaller fra den ioniske væsken med fortynnet syre. Forskerne fant også at tilsetning av betain under utvaskingstrinnet økte mengden av sjeldne jordartsmetaller som ble ekstrahert. Scandium, yttrium, lantan, cerium, neodym og dysprosium var blant grunnstoffene som ble gjenvunnet. Til slutt testet teamet den ioniske væskens gjenbrukbarhet ved å skylle den med kaldt vann for å fjerne overflødig syre, og fant ingen endring i ekstraksjonseffektiviteten gjennom tre utvaskings- og rengjøringssykluser. «Denne lavavfallsmetoden produserer en løsning rik på sjeldne jordartsmetaller, med begrensede urenheter, og kan brukes til å resirkulere verdifulle materialer fra overfloden av kullflyveaske som oppbevares i lagringsdammer», sa forskerne i en pressemelding. Funnene kan også være avgjørende for kullproduserende regioner, som Wyoming, som ønsker å gjenoppfinne sin lokale industri i møte med synkende etterspørsel etter fossilt brensel.
Publisert: 04.07.2022 