INVESTIGADORES NORTEAMERICANOS ENCUENTRAN UN MÉTODO PARA EXTRAER TIERRAS RARAS DE RESIDUOS INDUSTRIALES

Una posible nueva fuente de los estratégicos minerales de tierras raras, críticos para el desarrollo de tecnologías avanzadas, ha sido revelada por la Universidad Rutgers-New Brunswick.

 

El enfoque, descrito en el Journal of Chemical Thermodynamics, podría beneficiar la tecnología de energía limpia, según miembros del Instituto de Materiales Críticos, que han colaborado en la investigación, un esfuerzo del Departamento de Energía de los Estados Unidos destinado a reforzar las cadenas de suministro en este país para materiales importantes para la energía limpia.

 

Los elementos de tierras raras como el neodimio y el disprosio son esenciales para tecnologías como la energía solar y eólica y los vehículos avanzados, junto con la electrónica moderna como los teléfonos inteligentes. Pero la escasez de producción de elementos de tierras raras en los Estados Unidos pone en riesgo su seguridad energética. China produce aproximadamente el 90 por ciento de todos estos elementos.

 

Recuperarlos del fosfoyeso (residuos de la producción de ácido fosfórico) es una solución potencial. Cada año, aproximadamente 250 millones de toneladas de roca fosfática se extraen para producir ácido fosfórico para fertilizantes. Estados Unidos extrajo aproximadamente 28 millones de toneladas métricas en 2017. Los elementos de tierras raras generalmente representan menos del 0,1 por ciento en la roca de fosfato. Pero en todo el mundo, aproximadamente 100.000 toneladas de estos elementos al año terminan en residuos de fosfoyeso. Eso es casi tanto como las aproximadamente 126.000 toneladas de óxidos de tierras raras que se producen en todo el mundo cada año.

 

Los métodos convencionales para extraer elementos de tierras raras de los minerales generan millones de toneladas de contaminantes tóxicos y ácidos. Pero en lugar de usar productos químicos agresivos para extraer los elementos, otro método podría usar ácidos orgánicos producidos por bacterias, según explican en un comunicado Paul J. Antonick y Zhichao Hu, co-autores principales del estudio. Son miembros del equipo de termodinámica dirigido por el autor principal Richard E. Riman, un Profesor Distinguido en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales en la Escuela de Ingeniería de Rutgers.

 

El equipo de investigación exploró el uso de ácidos minerales y orgánicos, incluida una mezcla de bioácidos, para extraer seis elementos de tierras raras (itrio, cerio, neodimio, samario, europio y iterbio) de fosfoyeso sintético. Los científicos liderados por David Reed en el Laboratorio Nacional de Idaho produjeron la mezcla de bioácidos, que consiste principalmente en ácido glucónico, que se encuentra naturalmente en las frutas y la miel, al hacer crecer la bacteria Gluconobacter oxydans en glucosa. Los resultados sugieren que el bioácido hizo un mejor trabajo al extraer elementos de tierras raras que el ácido glucónico puro al mismo pH (2.1), o grado de acidez. Los ácidos minerales (sulfúrico y fosfórico) no pudieron extraer ningún elemento de tierras raras en ese escenario. Cuando los cuatro ácidos se probaron a la misma concentración, solo el ácido sulfúrico fue más efectivo que el bioácido.

 

Un siguiente paso sería probar bioácido en fosfoyeso industrial y otros desechos generados durante la producción de ácido fosfórico que también contienen elementos de tierras raras. Para su estudio inicial, los investigadores evaluaron el fosfoyeso hecho en el laboratorio, para que pudieran controlar fácilmente su composición. Las muestras industriales son más complejas.
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