Metode ekstraksi tanah jarang yang baru tiga kali lebih efektif dibandingkan proses yang ada saat ini

Penelitian baru telah menemukan metode ekstraksi yang lebih efisien dengan menggunakan kembali limbah pertambangan batu bara.

Para peneliti di Amerika Serikat telah mengembangkan metode baru untuk mengekstrak unsur tanah jarang (REE) dari limbah pertambangan batu bara, yang berpotensi menawarkan a cara paling efisien untuk mendapatkan bahan-bahan penting untuk teknologi modern seperti kendaraan listrik, turbin angin, dan telepon pintar.

Sebuah tim yang dipimpin oleh para ilmuwan di Universitas Northeastern mendemonstrasikan a proses ekstraksi hingga tiga kali lebih efisien dibandingkan pendekatan yang ada. Metode ini menggunakan bubur sisa batuan, air, dan batubara yang digiling halus setelah operasi penambangan dan disimpan di area penahanan yang luas untuk mencegah pencemaran lingkungan. Penemuan-penemuan itu adalah diterbitkan dan meninjau Ilmu & Teknologi Lingkungan.

Meskipun unsur tanah jarang relatif melimpah di kerak bumi, namun jumlahnya melimpah terkenal sulit untuk diekstraksi dan dimurnikan. Dalam limbah batubara, REE terikat erat dengan mineral tanah liat, sebuah tantangan struktural yang membatasi efektivitas metode pemulihan sebelumnya. Akibatnya, sebagian besar limbah ini digunakan kembali sebagai bahan pengisi konstruksi atau dibuang ke tempat pembuangan sampah.

Menurut perkiraan yang dikutip oleh para peneliti, lebih dari 600 kiloton unsur unsur tanah jarang dalam setiap 1,5 miliar ton limbah batu bara, jelasnya Peringatan Sains.

Proses yang baru dikembangkan melibatkan dua langkah utama. Pertama, limbah batubara mengalami pra-perlakuan basa, yang mana limbah tersebut dipanaskan menggunakan energi gelombang mikro. Selanjutnya terjadi fase pencernaan asam dengan asam nitrat, yang memisahkan unsur tanah jarang dari batuan di sekitarnya.

Perlakuan alkali dan gelombang mikro mengubah struktur mineral di sekitar unsur tanah jarang, menjadikannya bahan lebih berpori dan lebih mudah diproses. Hasilnya, perlakuan asam selanjutnya berhasil melepaskan unsur-unsur berharga dalam jumlah yang jauh lebih besar.

“Ternyata yang kami lakukan sebenarnya mengubah struktur padat bahan ini,” kata Damilola Daramola, ahli biologi kimia di Northeastern University dan anggota tim peneliti.

Salah satu elemen utama yang dipulihkan melalui proses ini adalah neodymiumdigunakan pada magnet berkinerja tinggi yang ditemukan pada motor listrik, perangkat penyimpanan data, dan teknologi energi terbarukan. Permintaan neodymium dan unsur tanah jarang lainnya diperkirakan akan tumbuh pesat seiring dengan percepatan transisi ke sistem energi rendah karbon di berbagai negara.

Meskipun hasilnya menjanjikan, tantangan masih tetap ada. Prosesnya saat ini mahal dan mungkin sulit untuk ditingkatkan skalanya untuk keperluan industri. Selain itu, komposisi limbah batubara berbeda-beda tergantung lokasi, sehingga metode yang digunakan pun harus berbeda-beda disesuaikan dengan lokasi yang berbeda. Para peneliti juga mencatat bahwa unsur berharga lainnya yang ada dalam limbah batu bara, seperti magnesium, dapat diekstraksi bersama dengan unsur tanah jarang.