Pretvaranje rudarskog otpada u kritične metale
- Objavljeno u Znanost
Vjetroelektrane, solarni paneli i električni automobili zahtijevaju mnogo puta više bakra, cinka i nikla nego njihove alternative na plin. Također zahtijevaju egzotičnije metale s jedinstvenim svojstvima, poznate kao rijetki zemni metali, koji su neophodni za magnete koji se koriste u stvarima kao što su vjetroturbine i EV motori.
Danas Kina dominira preradom rijetkih zemnih metala, rafinirajući oko 60 posto tih materijala za svijet. Uz predviđanja da će potražnja za takvim materijalima naglo porasti, Bidenova administracija je rekla da situacija predstavlja prijetnju nacionalnoj i gospodarskoj sigurnosti.
Znatne količine tih metala danas stoje neiskorištene u Sjedinjenim Državama i mnogim drugim dijelovima svijeta. Kvaka je u tome što su pomiješani s ogromnim količinama otrovnog rudarskog otpada.
Tvrtka Phoenix Tailings čiji su suosnivači bivši studenti MIT-a, povećava proces industrijske proizvodnje iz rudarskog otpada, uključujući metale rijetke zemlje i nikal. Tvrtka koristi vodu i otapala koja se mogu reciklirati za prikupljanje oksidiranog metala, zatim stavlja metal u zagrijanu otopinu soli i primjenjuje struju.
Tvrtkin pilot proizvodni pogon u Woburnu, Massachusetts, jedino je mjesto na svijetu koje proizvodi rijetke zemne metale bez toksičnih nusproizvoda ili emisija ugljika.
Tvrtka očekuje da će proizvesti više od 3000 tona metala do 2026., što bi predstavljalo oko 7 posto ukupne američke proizvodnje prošle godine.
Nakon što su izradili jednu verziju svog dizajna sustava, osnivači su kupili eksperimentalnu količinu rudarskog otpada, poznatog kao crveni mulj, i postavili prototip reaktora. Na kraju su završili s malom količinom proizvoda, ali su se morali truditi posuditi znanstvenu opremu potrebnu da utvrde o čemu se točno radi. Ispostavilo se da se radi o maloj količini koncentrata rijetkih zemnih metala zajedno s čistim željezom.
Phoenix Tailings u rafineriji stavlja rudarski otpad bogat rijetkim zemnim metalima u svoju smjesu i zagrijava je na oko 704 stupnjeva Celzijusa. Kada primijeni električnu struju na smjesu, čisti se metal skuplja na elektrodi, a proces za sobom ostavlja minimalan otpad.
Postrojenje tvrtke u Woburnu trenutno proizvodi nekoliko rijetkih zemnih elemenata za kupce, uključujući neodim i disprozij, koji su važni u magnetima. Kupci koriste te materijale za stvari poput vjetroturbina i električnih automobila.