Statele Unite ar putea avea la îndemână o resursă neașteptată pentru a-și reduce dependența de China în domeniul pământurilor rare: munții de deșeuri miniere lăsați în urmă de industria cărbunelui. Un nou studiu realizat de cercetători de la Northeastern University arată că aceste reziduuri, considerate mult timp doar o problemă de mediu, pot deveni o sursă valoroasă de elemente critice pentru economia modernă, informează TechXplore.
Urmărește cele mai noi producții video TechRider.ro
- articolul continuă mai jos -
Pământurile rare sunt indispensabile pentru tehnologii-cheie, de la magneți de mare putere și electronice, până la baterii pentru vehicule electrice, turbine eoliene și catalizatori industriali. Deși nu sunt rare în sens geologic, ele sunt dificil de extras și rafinat, deoarece apar în natură amestecate cu alte elemente, uneori radioactive. Tocmai această dificultate a permis Chinei să ajungă să controleze o mare parte din piața globală, grație investițiilor masive ale statului în minerit și procesare.
O metodă mai eficientă de extracție
Cercetarea publicată în revista Environmental Science & Technology propune o abordare inovatoare. Este vorba despre extragerea pământurilor rare din deșeurile miniere de cărbune, prin intermediul unei combinații de tratamente chimice și un reactor special cu microunde pentru controlul precis al temperaturii. Potrivit autorilor, această metodă permite o extracție de două până la trei ori mai eficientă decât tehnicile utilizate în prezent pentru subprodusele cărbunelui.
Procesul presupune pretratarea materialului într-o soluție de apă și hidroxid de sodiu, urmată de tratarea cu acid azotic. Controlul termic realizat cu ajutorul microundelor modifică structura solidă a deșeurilor și facilitează eliberarea elementelor valoroase. „Practic, schimbăm structura materialului astfel încât pământurile rare să devină accesibile”, explică Damilola Daramola, coordonatorul studiului.
Printre elementele extrase se numără neodimul, esențial pentru magneți utilizați în motoare electrice și generatoare eoliene, dar și alte pământuri rare cu aplicații critice în energie și industrie.
O resursă ignorată, dar uriașă
Statele Unite au milioane de tone de astfel de deșeuri miniere, multe provenite din exploatări abandonate. Doar în statul Pennsylvania există aproximativ 2 miliarde de tone de reziduuri de cărbune, potrivit estimărilor citate în studiu. La nivel național, cantitatea este și mai mare, ceea ce transformă aceste situri într-un potențial „zăcământ” strategic.
„Avem atât de multe mine abandonate pe care le-am putea valorifica”, spune Lawrence Ajayi, doctorand și autor principal al lucrării. Într-un context geopolitic tensionat, în care lanțurile de aprovizionare cu materiale critice sunt tot mai vulnerabile, această resursă internă ar putea deveni extrem de importantă.
Provocări tehnologice și de mediu
Totuși, drumul de la laborator la aplicații industriale este lung. Reactoarele cu microunde utilizate în studiu sunt costisitoare și nu sunt încă larg răspândite, iar eficiența metodei poate varia în funcție de compoziția minerală a deșeurilor, care diferă de la o regiune la alta.
În plus, deșeurile miniere conțin și alte substanțe, inclusiv metale grele sau elemente radioactive, ceea ce impune procese complexe de separare și ridică probleme de mediu. Gestionarea lichidelor rezultate din tratamentele chimice reprezintă, la rândul ei, o provocare majoră pentru orice aplicație la scară largă.
