Przełom w recyklingu: metale ziem rzadkich można wydobywać 50 razy szybciej

Technologia, która nie jest już aktualna, ma dużą wartość, ale nie jest tak łatwa do zdobycia. (Źródło zdjęcia: pixabay)

Zasada pochodząca z natury pomaga znacznie łatwiej uzyskać cenne metale w ich czystej postaci. Zamiast skomplikowanych procesów mechanicznych i fizycznych, wykorzystywana jest reakcja naszego własnego ciała.

Mario Petzold (tłumaczenie Ninh Duy), Published 22/07/2024 🇺🇸 🇩🇪 ...

Science

Metale ziem rzadkich nie są tak rzadkie na naszej planecie, jak sugeruje ich nazwa. Problem leży w ich braku czystości. Jako rudy są one często mieszane ze sobą, co sprawia, że konieczne są złożone i energochłonne procesy separacji.

Sytuacja nie jest lepsza później, gdy są one używane w telefonach, świetlówkach i komponentach elektronicznych i kończą jako odpady. Jednak stężenie pożądanych pierwiastków w górach odpadów elektronicznych jest znacznie wyższe niż w ziemi.

Jednak procesy separacji, które często wykorzystują różne temperatury topnienia metali, wymagają ogromnych ilości energii. Części muszą być wcześniej zdemontowane, plastik posortowany, a zanieczyszczenia usunięte.

Recykling pozostaje zatem zawsze drugim wyborem, ponieważ taniej jest wydobywać metale ziem rzadkich bezpośrednio. A góry, czyli tak naprawdę wysypiska śmieci, wypełnione tonami ważnych surowców leżą dookoła.

Przykład europu pokazuje, co jest możliwe

Marie Perrin, pierwsza autorka badania, przed konfiguracją eksperymentalną. (Źródło zdjęcia: ETH Zurich/Fabio Masero)

Jest to jeden z powodów, dla których w ETH Zurich zaprezentowano proces, który może przyspieszyć separację różnych surowców 50-krotnie. Opracowano tam metodę ekstrakcji europu, który jest wykorzystywany w lampach fluorescencyjnych, ekranach kineskopowych (stare dobre telewizory lampowe), ale także w niektórych nowoczesnych wyświetlaczach.

Ponieważ jednak jest on używany rzadziej niż w przeszłości, cena surowca jest zbyt niska dla tradycyjnych procesów recyklingu. Zasada, za pomocą której enzymy regulują między innymi równowagę miedzi, wykorzystuje obiecujące podejście.

Europ jest redukowany za pomocą tetratiometalanów, w tym przypadku czterech atomów siarki i jednego atomu molibdenu lub wolframu. Podczas gdy inne metale ziem rzadkich pozostają trójwartościowe, europ staje się dwuwartościowy. Ma teraz o jeden elektron więcej.

Oznacza to, że reaguje inaczej w reakcjach chemicznych i można go łatwo oddzielić od innych pierwiastków. Mówi się, że zasada ta działa tak dobrze w lampach fluorescencyjnych, że można ją już stosować.

Możemy mieć tylko nadzieję, że takie eleganckie sposoby wydajnego, a tym samym zrównoważonego recyklingu można znaleźć również dla innych pierwiastków. W końcu rozwiązanie zostało ukryte w endogennym enzymie.