Estados Unidos podría disminuir pronto su dependencia de la importación de elementos valiosos de tierras raras que se utilizan ampliamente en muchas industrias, según un equipo de investigadores del Departamento de Energía de Penn State y del Departamento de Energía de EE. UU. Que encontraron una manera rentable y ecológica de extraer estosmetales de subproductos del carbón.
Los elementos de tierras raras son un conjunto de diecisiete metales, como el escandio, itrio, lantano y cerio, necesarios para producir equipos de alta tecnología utilizados en el cuidado de la salud, el transporte, la electrónica y muchas otras industrias. Admiten más de $ 329mil millones de producción económica en América del Norte, según el Consejo Americano de Química, y el Servicio Geológico de Estados Unidos espera que la demanda mundial de REE crezca más del 5 por ciento anual hasta 2020. China produce más del 85 por ciento de los elementos de tierras raras del mundo,y los EE. UU. producen el segundo más con poco más del 6 por ciento, según el USGS.
"Hemos sabido durante muchas décadas que se encuentran elementos de tierras raras en vetas de carbón y cerca de otras vetas minerales", dijo Sarma Pisupati, profesor de ingeniería energética y mineral, Penn State. "Sin embargo, era costoso extraer los materialesy había una demanda relativamente baja hasta hace poco. Hoy, dependemos de elementos de tierras raras para la producción de muchos artículos necesarios y también de lujo, como computadoras, teléfonos inteligentes, baterías recargables, vehículos eléctricos, imanes y catalizadores químicos. Queríamos tomaruna nueva mirada a la viabilidad de extraer REEs del carbón porque es tan abundante en los Estados Unidos "
Utilizando subproductos de la producción de carbón de la región de los Apalaches del norte de los EE. UU., El equipo investigó si un proceso químico llamado intercambio iónico podría extraer REE de una manera más segura que otros métodos de extracción. Por ejemplo, investigaciones anteriores han examinado el "tostado", unproceso que requiere mucha energía y requiere exposición a ácidos concentrados. Por el contrario, el intercambio iónico es más amigable con el medio ambiente y requiere menos energía. El intercambio iónico implica enjuagar el carbón con una solución que libera los REE que están unidos al carbón.
"Esencialmente, los REE se adhieren a la superficie de las moléculas que se encuentran en el carbón, y usamos una solución especial para extraerlos", dijo Pisupati. "Experimentamos con muchos solventes para encontrar uno que sea económico y amigable con el medio ambiente".
El equipo informó en sus hallazgos, publicados en la edición actual de Transacciones metalúrgicas y de materiales E , que el sulfato de amonio era a la vez respetuoso con el medio ambiente y capaz de extraer la mayor cantidad de REE. La extracción del 2 por ciento de los REE disponibles proporcionaría una bendición económica a las empresas, dijo el equipo.
"Pudimos extraer muy fácilmente el 0.5 por ciento de las REE en este estudio preliminar usando un método básico de intercambio iónico en el laboratorio", dijo Pisupati. Confiamos en que podemos aumentar eso al 2 por ciento a través de métodos avanzados de intercambio iónico ".
Los investigadores utilizaron subproductos de carbón en su estudio, algunos de los cuales fueron descartados o marcados como basura durante las operaciones mineras debido a la mala calidad. Encontrar más usos para el carbón desechado podría proporcionar otro beneficio económico para las empresas.
En su estudio, el equipo también identificó las ubicaciones dentro de la capa de carbón que contenían las mayores cantidades de REE. A menudo, la concentración más alta se encuentra en el carbón de menor calidad, dijo Pisupati.
"Usted encuentra algunos REE en el carbón en sí, pero la concentración más alta está en lo que llamamos lutita de carbón, o la capa superior de una veta de carbón. Sabiendo esto, podemos dirigir nuestras operaciones para ser más eficientes".dijo.
El equipo ahora está colaborando con varias compañías mineras de carbón de Pennsylvania para explorar la viabilidad de una operación comercial de extracción REE.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Estado Penn . Original escrito por Liam Jackson. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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