Los investigadores han encontrado una posible nueva fuente de elementos de tierras raras, los desechos de rocas de fosfato, y una forma ecológica de eliminarlos, según un estudio publicado en el Revista de termodinámica química .
El enfoque podría beneficiar la tecnología de energía limpia, según los investigadores de la Universidad de Rutgers-New Brunswick y otros miembros del Instituto de Materiales Críticos, un esfuerzo del Departamento de Energía de los EE. UU. Destinado a reforzar las cadenas de suministro de los EE. UU. 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 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 nuestra seguridad energética. Chinaproduce aproximadamente el 90 por ciento de todos esos elementos.
Recuperarlos del fosfoyeso, desechos de la producción de ácido fosfórico, es una solución potencial. Cada año, se extraen aproximadamente 250 millones de toneladas de roca de fosfato para producir ácido fosfórico para fertilizantes. Estados Unidos extrajo aproximadamente 28 millones de toneladas métricas en 2017Los elementos de tierras raras generalmente representan menos del 0.1 por ciento en roca de fosfato. Pero en todo el mundo, alrededor de 100,000 toneladas de estos elementos por año terminan en desechos de fosfoyeso. Eso es casi tanto como las aproximadamente 126,000 toneladas de óxidos de tierras raras producidas en todo el mundo cada año.
Los métodos convencionales para extraer elementos de tierras raras de minerales generan millones de toneladas de contaminantes tóxicos y ácidos. Pero en lugar de utilizar productos químicos agresivos para extraer los elementos, otro método podría usar ácidos orgánicos producidos por bacterias, dijeron Paul J. Antonick y Zhichao Hu, coautores principales del estudio. Son miembros del equipo de termodinámica dirigido por el autor principal Richard E. Riman, profesor distinguido del 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 e iterbio del fosfoyeso sintético. Científicos dirigidos por David Reed en Idaho NationalEl laboratorio produjo la mezcla de bioácidos, que consiste principalmente en ácido glucónico, que se encuentra naturalmente en las frutas y la miel, al cultivar las bacterias Gluconobacter oxydans en glucosa. Los resultados sugieren que el bioácido hizo un mejor trabajo al extraer elementos de tierras raras que puroácido glucónico 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 máseficaz que el bioácido.
El siguiente paso sería analizar el 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 producido en el laboratorio, para que pudieran controlar fácilmente sucomposición. Las muestras industriales son más complejas.
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Materiales proporcionado por Universidad de Rutgers . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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