Редкоземельные элементы содержатся во многих повседневных изделиях, таких как смартфоны, светодиодные фонари и аккумуляторы. Однако лишь в нескольких местах имеются достаточно крупные месторождения, достойные добычи, что приводит к напряженности в глобальной цепочке поставок. Таким образом, существует тенденция к их переработке из нетрадиционных источников, таких как отходы от сжигания угля - летучая зола. Теперь исследователи в ACS' Наука и технология в области охраны окружающей среды сообщите о простом способе извлечения этих элементов из угольной летучей золы с использованием ионной жидкости.
Хотя редкоземельные элементы не так редки, как следует из их названия, основные запасы находятся либо в политически чувствительных местах, либо они широко рассредоточены, что затрудняет их добычу. Поэтому, чтобы обеспечить их снабжение, некоторые люди обратились к переработке других обогащенных ресурсов. Например, побочный продукт золы угольных электростанций имеет концентрации элементов, аналогичные концентрациям необработанных руд. Тем не менее, современные методы извлечения этих ценных материалов из угольной летучей золы опасны и требуют нескольких стадий очистки для получения годного к употреблению продукта. Потенциальным решением могли бы стать ионные жидкости, которые считаются безвредными для окружающей среды и пригодными для повторного использования. Один, в частности, бис(трифторметилсульфонил) имид бетаиния или [Hbet][Tf2N], избирательно растворяет оксиды редкоземельных элементов по сравнению с другими оксидами металлов. Эта ионная жидкость также уникально растворяется в воде при нагревании, а затем разделяется на две фазы при охлаждении. Итак, Чинг-Хуа Хуан, Лаура Стой и коллеги из Georgia Tech хотели посмотреть, будет ли это эффективно и предпочтительно извлекать нужные элементы из угольной летучей золы и можно ли ее эффективно очищать, создавая безопасный процесс с небольшим количеством отходов.
Исследователи предварительно обработали угольную муку щелочным раствором и высушили ее. Затем они нагревали золу, взвешенную в воде, с [Hbet][Tf2N], создавая единую фазу. При охлаждении растворы разделяются. Ионная жидкость извлекла более 77% редкоземельных элементов из свежего материала, и она извлекла еще более высокий процент (97%) из выветрившейся золы, которая годами находилась в резервуаре для хранения. Наконец, редкоземельные элементы были удалены из ионной жидкости разбавленной кислотой. Исследователи обнаружили, что добавление бетаина на стадии выщелачивания увеличивает количество извлекаемых редкоземельных элементов. Команда проверила возможность повторного использования ионной жидкости, промыв ее холодной водой для удаления избытка кислоты, и не обнаружила изменений в эффективности ее извлечения в течение трех циклов выщелачивания-очистки. Исследователи говорят, что этот малоотходный подход позволяет получить раствор, богатый редкоземельными элементами, с ограниченным количеством примесей, и может быть использован для переработки ценных материалов из большого количества угольной золы-уноса, хранящейся в резервуарах для хранения.
Комментарии