科学者らが石炭フライアッシュから希土類元素を回収する環境に優しい方法を開発

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科学者らが石炭フライアッシュから希土類元素を回収する環境に優しい方法を開発

出典:Mining.com
ジョージア工科大学の研究者らは、イオン液体を使い、有害物質を避けながら石炭フライアッシュから希土類元素を回収する簡単な方法を開発した。
Environmental Science & Technology誌に掲載された論文で、科学者たちはイオン液体が環境に優しく、再利用可能であると説明しています。特に、ベタニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド([Hbet][Tf2N])は、他の金属酸化物よりも希土類酸化物を選択的に溶解します。
科学者によると、イオン液体は加熱すると水に溶解し、冷却すると二相に分離するというユニークな性質も持つ。これを踏まえ、研究者たちは、このイオン液体が石炭フライアッシュから必要な元素を効率的かつ優先的に抽出し、効果的に洗浄できるかどうかを試験し、安全で廃棄物の少ないプロセスを構築しようとした。
研究チームは、石炭フライアッシュをアルカリ溶液で前処理し、乾燥させた。次に、灰を[Hbet][Tf2N]を含む水に懸濁させて加熱し、単一相を生成した。冷却すると、溶液は分離した。イオン液体は、新鮮な灰から77%以上の希土類元素を抽出し、貯蔵池で何年も放置された風化灰からは、さらに高い割合(97%)の希土類元素を回収した。プロセスの最終段階では、希酸を用いてイオン液体から希土類元素を分離した。
研究者らはまた、浸出段階でベタインを添加すると、抽出される希土類元素の量が増加することも発見した。
回収された元素の中には、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、ネオジム、ジスプロシウムなどが含まれていた。
最後に、研究チームは、余分な酸を除去するために冷水でイオン液体を洗い流すことで、その再利用性をテストしましたが、3回の浸出洗浄サイクルを通じて抽出効率に変化は見られませんでした。
「この廃棄物の少ないアプローチは、希土類元素が豊富で不純物が少ない溶液を生み出し、貯留池に保管されている大量の石炭フライアッシュから貴重な材料をリサイクルするために使用できる可能性があります」と科学者たちはメディア声明で述べた。
この研究結果は、化石燃料の需要減少に直面して地元産業の改革を目指しているワイオミング州などの石炭生産地域にとっても極めて重要となる可能性がある。


投稿日時: 2022年7月4日