Separar los metales de tierras raras de las cenizas que se liberan durante la combustión del carbón es más barato, más fácil y más respetuoso con el medio ambiente que extraerlos de las minas.
Las tierras raras necesarias para los teléfonos inteligentes y los automóviles eléctricos se pueden obtener de los desechos de carbón, en lugar de la tierra.
Debido a sus útiles propiedades magnéticas y electrónicas, los metales se utilizan ampliamente. Se encuentran, por ejemplo, en pantallas táctiles de teléfonos, motores eléctricos, turbinas eólicas y otras tecnologías modernas. Eso, mientras que solo recientemente pocos químicos estaban familiarizados con el neodimio, el europio, el terbio y otros metales de tierras raras. La extracción de estos materiales es costosa e ineficiente: se deben excavar grandes extensiones de tierra para extraer pequeñas cantidades.
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Ceniza voladora
químico gira de james de la Universidad de Rice en los Estados Unidos y colegas idearon una forma de reciclar de ‘cenizas volantes’. Este es un fino polvo negro que queda de la combustión del carbón en las centrales eléctricas.
Ellos desarrollaron una técnica llamada Calentamiento instantáneo en julios† Envasan las cenizas en un tubo hecho de cuarzo, uno de los minerales más abundantes en la corteza terrestre. Lo ponen bajo corriente alta por un segundo, lo que calienta todo hasta 3000 grados centígrados.
Este calentamiento rápido hace que las esferas de vidrio microscópicas se abran en la ceniza, que contiene metales de tierras raras. Además, los fosfuros metálicos (metales unidos al fósforo) se convierten en óxidos metálicos (metales unidos al oxígeno). Los óxidos metálicos son más fáciles de separar con ácidos débiles.
También otras aplicaciones
Después de décadas de quemar carbón, tenemos «literalmente montañas» de cenizas volantes, dice Tour. Por lo tanto, el método de separación podría producir una gran cantidad de tierras raras a partir de las cenizas, a pesar de que una tonelada de cenizas volantes contiene alrededor de medio kilogramo de tierras raras.
Los investigadores también muestran que el mismo proceso puede separar los metales de tierras raras de los desechos electrónicos y el llamado «barro rojo». Este último es el desecho que surge durante la producción de aluminio.
El proceso de calentamiento también libera metales pesados tóxicos, pero estos pueden permanecer fácilmente separados, dice Tour. El resto de la ceniza que queda todavía podría ser útil en concreto, dice.
La tecnología ahora está a nombre de una empresa llamada Universal Matter. Esa empresa continuará desarrollando el proceso para producir los metales a escala comercial.