Tutkijat kehittävät ympäristöystävällisen menetelmän harvinaisten harvinaisten eläinten talteenottoon lentotuhkasta
Georgian teknillisen korkeakoulun tutkijat ovat kehittäneet yksinkertaisen menetelmän harvinaisten maametallien talteenottamiseksi kivihiilen lentotuhkasta ionisen nesteen avulla ja välttäen vaarallisia aineita. Environmental Science & Technology -lehdessä julkaistussa artikkelissa tutkijat selittävät, että ionisia nesteitä pidetään ympäristöystävällisinä ja uudelleenkäytettävinä. Erityisesti yksi niistä, betainiumbis(trifluorimetyylisulfonyyli)imidi eli [Hbet][Tf2N], liuottaa selektiivisesti harvinaisten maametallien oksideja muiden metallien oksideihin verrattuna. Tutkijoiden mukaan ioninen neste liukenee ainutlaatuisella tavalla veteen kuumennettaessa ja erottuu sitten kahteen faasiin jäähdytettäessä. Tämän tietäen he testasivat, erottaisiko se tehokkaasti ja ensisijaisesti halutut alkuaineet lentotuhkasta ja voisiko sen puhdistaa tehokkaasti, jolloin syntyisi prosessi, joka on turvallinen ja tuottaa vähän jätettä. Tätä varten tiimi esikäsitteli kivihiilen lentotuhkaa emäksisellä liuoksella ja kuivasi sen. Sitten he lämmittivät vedessä [Hbet][Tf2N]:n kanssa suspendoitua tuhkaa, jolloin muodostui yksi faasi. Jäähdytettyinä liuokset erottuivat. Ionineste uutettiin yli 77 % harvinaisista maametalleista tuoreesta materiaalista, ja se otti talteen vielä suuremman prosenttiosuuden (97 %) rapautuvasta tuhkasta, joka oli viettänyt vuosia varastoaltaassa. Prosessin viimeinen vaihe oli harvinaisten maametallien erottaminen ioninesteestä laimealla hapolla. Tutkijat havaitsivat myös, että betaiinin lisääminen liuotusvaiheen aikana lisäsi uutettujen harvinaisten maametallien määrää. Talteenotettujen alkuaineiden joukossa olivat skandium, yttrium, lantaani, cerium, neodyymi ja dysprosium. Lopuksi tiimi testasi ioninesteen uudelleenkäytettävyyttä huuhtelemalla sen kylmällä vedellä ylimääräisen hapon poistamiseksi, mutta sen uuttotehokkuudessa ei havaittu muutosta kolmen liuotus- ja puhdistussyklin aikana. ”Tämä vähäjätteinen lähestymistapa tuottaa liuoksen, joka on rikas harvinaisten maametallien joukosta ja jossa on vähän epäpuhtauksia, ja jota voitaisiin käyttää arvokkaiden materiaalien kierrätykseen varastoaltaissa olevasta runsaasta lentotuhkasta”, tutkijat sanoivat tiedotteessa. Löydökset voivat olla ratkaisevan tärkeitä myös hiiltä tuottaville alueille, kuten Wyomingille, jotka pyrkivät uudistamaan paikallista teollisuuttaan fossiilisten polttoaineiden kysynnän vähenemisen vuoksi.
Julkaisun aika: 04.07.2022 