Forskare utvecklar miljövänlig metod för att återvinna REE från kolflygaska
Forskare vid Georgia Institute of Technology har utvecklat en enkel metod för att utvinna sällsynta jordartsmetaller från kolflygaska med hjälp av en jonisk vätska och undvika farliga material. I en artikel publicerad i tidskriften Environmental Science & Technology förklarar forskarna att joniska vätskor anses vara miljövänliga och kan återanvändas. En specifik vätska, betainium-bis(trifluorometylsulfonyl)imid eller [Hbet][Tf2N], löser upp selektivt sällsynta jordartsmetalloxider jämfört med andra metalloxider. Enligt forskarna löses den joniska vätskan också upp i vatten på ett unikt sätt när den upphettas och separeras sedan i två faser när den kyls ner. Med vetskap om detta började de testa om den effektivt och prioriterat skulle kunna dra ut de önskade ämnena ur kolflygaska och om den effektivt kunde rengöras, vilket skapade en process som är säker och genererar lite avfall. För att göra detta förbehandlade teamet kolflygaska med en alkalisk lösning och torkade den. Sedan värmde de upp aska suspenderad i vatten med [Hbet][Tf2N], vilket skapade en enda fas. När lösningarna svalnade separerades de. Den joniska vätskan extraherade mer än 77 % av de sällsynta jordartsmetallerna från färskt material, och den återvann en ännu högre andel (97 %) från väderbiten aska som hade tillbringat år i en lagringsdamm. Den sista delen av processen var att avlägsna sällsynta jordartsmetaller från den joniska vätskan med utspädd syra. Forskarna fann också att tillsats av betain under urlakningssteget ökade mängden extraherade sällsynta jordartsmetaller. Skandium, yttrium, lantan, cerium, neodym och dysprosium var bland de element som utvanns. Slutligen testade teamet den joniska vätskans återanvändbarhet genom att skölja den med kallt vatten för att avlägsna överskott av syra, och fann ingen förändring i dess extraktionseffektivitet genom tre laknings- och rengöringscykler. "Denna avfallssnåla metod producerar en lösning rik på sällsynta jordartsmetaller, med begränsade föroreningar, och skulle kunna användas för att återvinna värdefulla material från den överflödiga mängden kolflygaska som finns i lagringsdammar", sa forskarna i ett uttalande om media. Resultaten kan också vara avgörande för kolproducerande regioner, som Wyoming, som vill återuppfinna sin lokala industri inför minskande efterfrågan på fossila bränslen.
Publiceringstid: 4 juli 2022 