Ученые разрабатывают экологически чистый метод извлечения РЗЭ из угольной летучей золы
Исследователи из Технологического института Джорджии разработали простой метод извлечения редкоземельных элементов из угольной летучей золы с использованием ионной жидкости и без использования опасных материалов. В статье, опубликованной в журнале Environmental Science & Technology, ученые объясняют, что ионные жидкости считаются экологически безопасными и пригодными для повторного использования. Одна из них, в частности, бетаин бис(трифторметилсульфонил)имид или [Hbet][Tf2N], селективно растворяет оксиды редкоземельных металлов по сравнению с оксидами других металлов. По словам ученых, ионная жидкость также уникальным образом растворяется в воде при нагревании, а затем разделяется на две фазы при охлаждении. Зная это, они приступили к испытаниям, будет ли она эффективно и предпочтительно извлекать нужные элементы из угольной летучей золы и можно ли ее эффективно очищать, создавая процесс, который является безопасным и производит мало отходов. Для этого команда предварительно обработала летучую угольную золу щелочным раствором и высушила ее. Затем они нагрели золу, взвешенную в воде, с [Hbet][Tf2N], создав единую фазу. При охлаждении растворы разделились. Ионная жидкость извлекла более 77% редкоземельных элементов из свежего материала, и она извлекла еще больший процент (97%) из выветренной золы, которая провела годы в пруду-хранилище. Последняя часть процесса заключалась в извлечении редкоземельных элементов из ионной жидкости с помощью разбавленной кислоты. Исследователи также обнаружили, что добавление бетаина на этапе выщелачивания увеличивает количество извлекаемых редкоземельных элементов. Среди обнаруженных элементов были скандий, иттрий, лантан, церий, неодим и диспрозий. Наконец, группа проверила возможность повторного использования ионной жидкости, промыв ее холодной водой для удаления избытка кислоты, и не обнаружила никаких изменений в ее эффективности экстракции после трех циклов выщелачивания-очистки. «Этот малоотходный подход позволяет получить раствор, богатый редкоземельными элементами, с ограниченным содержанием примесей, и его можно использовать для переработки ценных материалов из большого количества угольной летучей золы, хранящейся в прудах-хранилищах», — заявили ученые в пресс-релизе. Результаты исследования также могут иметь решающее значение для регионов добычи угля, таких как Вайоминг, которые стремятся обновить свою местную промышленность в условиях снижения спроса на ископаемое топливо.
Время публикации: 04-07-2022 