Hasil tinggi dari elemen tanah jarang yang dipulihkan dari tambang, limbah elektronik

Sebuah laboratorium kimia di Rice University telah berhasil mengekstraksi elemen tanah jarang yang berharga dari limbah dengan hasil yang cukup tinggi untuk menyelesaikan masalah bagi produsen sambil meningkatkan keuntungan mereka.

Di kertas dipublikasikan di jurnal Kemajuan Ilmu Pengetahuanpara peneliti di balik pengembangan tersebut menjelaskan bahwa proses pemanasan flash Joule mereka, yang diperkenalkan beberapa tahun lalu untuk menghasilkan graphene dari sumber karbon padat, kini telah diterapkan pada tiga sumber elemen tanah jarang — abu terbang batu bara, residu bauksit, dan limbah elektronik — untuk memulihkan logam tanah jarang.

Bola kaca mikroskopis yang ditemukan di abu terbang batubara mengandung unsur tanah jarang yang dapat didaur ulang daripada dikubur di tempat pembuangan sampah. (Gambar oleh Tour Lab, milik Rice University).

Sementara ekstraksi industri dari limbah ini biasanya melibatkan pencucian dengan asam kuat, proses non-hijau yang memakan waktu, lab Rice memanaskan abu terbang dan bahan lainnya (dikombinasikan dengan karbon hitam untuk meningkatkan konduktivitas) hingga sekitar 3.000 derajat Celcius dalam satu detik. Proses ini mengubah limbah menjadi “spesies REE teraktivasi” yang sangat mudah larut.

Menurut James Tour, penulis senior studi tersebut, mengolah fly ash dengan pemanasan Joule dapat memecahkan kaca yang membungkus elemen-elemen ini dan mengubah REE fosfat menjadi oksida logam yang lebih mudah larut.

Proses baru ini juga menghasilkan lebih banyak produk dengan menggunakan konsentrasi asam klorida 0,1-molar yang jauh lebih ringan daripada konsentrasi asam nitrat 15-molar yang digunakan dalam proses industri yang ada untuk mengekstrak bahan.

Dalam percobaan yang dipimpin oleh peneliti postdoctoral dan penulis utama makalah Bing Deng, para peneliti menemukan flash Joule yang memanaskan abu terbang batubara (CFA) lebih dari dua kali lipat hasil sebagian besar elemen tanah jarang menggunakan asam yang sangat ringan dibandingkan dengan pencucian CFA yang tidak diolah di kuat asam.

“Strateginya umum untuk berbagai pemborosan,” kata Bing. “Kami membuktikan bahwa hasil pemulihan REE ditingkatkan dari abu layang batubara, residu bauksit, dan limbah elektronik dengan proses aktivasi yang sama.”

Bagi Bing, proses umum membuatnya sangat menjanjikan, karena jutaan ton residu bauksit dan limbah elektronik diproduksi setiap tahun.

“AS dulu menambang unsur tanah jarang, tetapi Anda juga mendapatkan banyak unsur radioaktif,” kata Tour. “Anda tidak diperbolehkan untuk menyuntikkan kembali air, dan itu harus dibuang, yang mahal dan bermasalah.”

Pada hari AS menghapus semua penambangan tanah jarang, sumber-sumber asing menaikkan harganya sepuluh kali lipat. Proses kami memberi tahu negara bahwa kami tidak lagi bergantung pada penambangan yang merusak lingkungan atau sumber asing untuk elemen tanah jarang.”

Tinggalkan komentar