U ogromnim hrpama ugljenog otpada koji se nakuplja diljem Sjedinjenih Država, čini se, leži skriveno blago. Te rudarske otpadne naslage, smjesa sitno mljevene stijene, vode i čestica ugljena, dugo su se smatrale problemom odlaganja. Sada ih znanstvenici vide kao potencijalni izvor rijetkih zemnih elemenata (RZE), ključnih za suvremenu tehnologiju.
Tim sa Sveučilišta Northeastern u SAD-u razvio je metodu za vađenje RZE-a iz naslaga ugljenog otpada s do tri puta većom učinkovitošću od postojećih tehnika. Ta inovacija mogla bi osloboditi više od 600 kilotona RZE-a iz svakih 1,5 milijardi tona nagomilanog ugljenog otpada, odnosno resurse koje su prethodni postupci teško mogli nakupiti.
Dva su ključna koraka
Novi postupak obuhvaća dva ključna koraka. Prvo se ugljeni otpad obrađuje alkalnom otopinom dok se zagrijava mikrovalovima. Zatim se primjenjuje dušična kiselina za odvajanje RZE-a od preostale stijene. Rezultati pokazuju da alkalna predobrada ugljenog otpada prije kiselinske probave značajno utječe na učinkovitost ekstrakcije RZE-a, uz minimalnu ekstrakciju u alkalnoj otopini, pišu američki znanstvenici u studiji objavljenoj u časopisu Environmental Science & Technology.
Ta kombinacija predobrade i zagrijavanja mikrovalovima mijenja strukturu minerala koji zarobljavaju RZE, pretvarajući otpad u porozniji materijal. Ispostavlja se da zapravo mijenjate čvrstu strukturu ovog materijala, objašnjava kemičarka Damilola Daramola sa Sveučilišta Northeastern u priopćenju objavljenom na stranicama tog sveučilišta.
Otpad se pretvara u vrijedne resurse
Među na taj način izvučenim elementima je neodimij, ključan za snažne magnete, električna vozila, računalne pogone i vjetroturbine. Unatoč obećavajućim rezultatima, ostaju i izazovi, jer metoda je skupa, skaliranje može biti teško, a lokalne razlike u sastavu minerala zahtijevaju prilagodbu postupka. Dodatni elementi, poput magnezija, također se mogu izdvojiti, ali to bi dodatno zakompliciralo operaciju.
Ovaj pristup pruža nove uvide u mehanizme oslobađanja RZE-a i potencijal za optimizaciju alkalne predobrade ugljenog otpada za učinkovitu ekstrakciju RZE-a, kažu autori navedenog istraživanja.
S obzirom na sve veću globalnu potražnju za rijetkim zemnim elementima, navedeno istraživanje predstavlja značajan korak prema zelenijim tehnologijama, pretvarajući industrijski otpad u nove, vrijedne resurse.
