دانشمندان روشی سازگار با محیط زیست برای بازیابی عناصر کمیاب خاکی (REE) از خاکستر بادی زغال سنگ ابداع کردند.
محققان موسسه فناوری جورجیا، روشی ساده برای بازیابی عناصر خاکی کمیاب از خاکستر زغال سنگ با استفاده از یک مایع یونی و بدون استفاده از مواد خطرناک، توسعه داده‌اند. در مقاله‌ای که در مجله علوم و فناوری محیط زیست منتشر شده است، دانشمندان توضیح می‌دهند که مایعات یونی از نظر زیست‌محیطی بی‌خطر و قابل استفاده مجدد هستند. یکی از آنها، بتائینیوم بیس(تری‌فلورومتیل‌سولفونیل)ایمید یا [Hbet][Tf2N]، به طور انتخابی اکسیدهای عناصر کمیاب را نسبت به سایر اکسیدهای فلزی در خود حل می‌کند. به گفته دانشمندان، این مایع یونی همچنین هنگام گرم شدن به طور منحصر به فردی در آب حل می‌شود و سپس هنگام سرد شدن به دو فاز جدا می‌شود. با دانستن این موضوع، آنها آزمایش‌هایی را برای بررسی این موضوع انجام دادند که آیا این مایع یونی می‌تواند عناصر مورد نظر را به طور موثر و ترجیحی از خاکستر زغال سنگ استخراج کند و آیا می‌توان آن را به طور موثر تمیز کرد و فرآیندی ایمن و با ضایعات کم ایجاد کرد. برای انجام این کار، تیم تحقیقاتی خاکستر بادی زغال سنگ را با یک محلول قلیایی پیش‌تیمار کرده و آن را خشک کردند. سپس، خاکستر معلق در آب را با [Hbet][Tf2N] گرم کردند و یک فاز واحد ایجاد کردند. پس از سرد شدن، محلول‌ها از هم جدا شدند. مایع یونی بیش از ۷۷٪ از عناصر خاکی کمیاب را از مواد تازه استخراج کرد و درصد بالاتری (۹۷٪) را از خاکستر هوازده که سال‌ها در یک حوضچه ذخیره شده بود، بازیابی کرد. آخرین بخش این فرآیند، جدا کردن عناصر خاکی کمیاب از مایع یونی با اسید رقیق بود. محققان همچنین دریافتند که افزودن بتائین در طول مرحله لیچینگ، میزان عناصر کمیاب استخراج شده را افزایش می‌دهد. اسکاندیم، ایتریم، لانتانیم، سریم، نئودیمیم و دیسپروزیم از جمله عناصر بازیابی شده بودند. در نهایت، تیم تحقیقاتی قابلیت استفاده مجدد مایع یونی را با شستشوی آن با آب سرد برای حذف اسید اضافی آزمایش کردند و هیچ تغییری در راندمان استخراج آن در طول سه چرخه شستشو-تمیز کردن مشاهده نکردند. دانشمندان در بیانیه‌ای رسانه‌ای اعلام کردند: «این رویکرد کم‌ضایعات، محلولی غنی از عناصر کمیاب خاکی با ناخالصی‌های محدود تولید می‌کند و می‌تواند برای بازیافت مواد گرانبها از خاکستر زغال‌سنگ فراوان موجود در حوضچه‌های ذخیره‌سازی مورد استفاده قرار گیرد.» این یافته‌ها همچنین می‌تواند برای مناطق تولیدکننده زغال‌سنگ، مانند وایومینگ، که به دنبال بازسازی صنعت محلی خود در مواجهه با کاهش تقاضا برای سوخت‌های فسیلی هستند، بسیار مهم باشد.
زمان ارسال: ژوئیه-04-2022 