Georgia Tech desenvolve método sem ácido para recuperar terras raras de resíduos de carvão

De acordo com pt.wedoany.com-Pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Geórgia (Georgia Tech) desenvolveram um método para extrair diretamente elementos de terras raras (ETRs) de resíduos de carvão.

A pesquisadora de pós-doutorado Anuja Tripathi, em colaboração com os professores Ching-Hua Huang e Xing Xie, desenvolveu este método inovador para recuperar elementos críticos de terras raras a partir de resíduos industriais. O método oferece um caminho para extrair materiais essenciais para tecnologias modernas dos vastos estoques de cinzas volantes nos Estados Unidos.

Os elementos de terras raras (ETRs) não são realmente raros, mas estão extremamente dispersos, sendo difícil encontrar depósitos com concentração suficientemente alta para extração eficiente. Esses elementos são componentes cruciais em motores de veículos elétricos, turbinas eólicas, sistemas de armas de defesa e smartphones. Atualmente, os EUA dependem principalmente de cadeias de suprimentos estrangeiras para obter esses elementos, e essa alta dependência cria vulnerabilidades geopolíticas e de segurança nacional.

A solução já existe nos aterros de carvão em todo o território dos EUA. Atualmente, cerca de 2 bilhões de toneladas de cinzas volantes estão armazenadas em tanques e depósitos por todo o país. O carvão contém naturalmente traços de elementos de terras raras; quando o carvão é queimado, esses elementos permanecem nas cinzas e se concentram. Os métodos tradicionais de extração exigem altas temperaturas e ácidos corrosivos, muitas vezes causando mais poluição.

O avanço de Tripathi elimina esses produtos químicos agressivos. O sistema depende de um "líquido iônico" reciclável à base de sal, que permanece estável sob condições de decomposição química em fase aquosa. Primeiro, o líquido iônico lava as cinzas volantes, extraindo os elementos de terras raras dos resíduos; em seguida, os cientistas aplicam corrente elétrica ao líquido, e os elementos valiosos se acumulam em uma superfície de coleta, de onde os pesquisadores podem raspá-los. O líquido pode ser limpo e reutilizado. A equipe pode direcionar metais específicos ajustando a voltagem da corrente; em baixa voltagem, o sistema separa o neodímio (Nd) — um componente-chave dos ímãs superpotentes usados em energia limpa. Testes laboratoriais iniciais mostraram que o sistema recuperou com sucesso quase metade do neodímio disponível.

Com o princípio químico de laboratório já validado, a próxima etapa é a ampliação de escala. A equipe deve demonstrar que o sistema pode processar toneladas de resíduos, não apenas amostras de pequenos lotes, e precisa ser comercialmente competitivo. Os pesquisadores afirmam que o mesmo processo eletroquímico poderá, no futuro, ser usado para extrair elementos de terras raras de telefones celulares descartados, baterias de veículos elétricos em fim de vida e resíduos médicos antigos. Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Environmental Science and Technology.