Source: Phys.org

Les éléments de terres rares du minerai sont vitaux pour la vie moderne, mais les affiner après l'exploitation minière, nuisent à l'environnement et se produit principalement à l'étranger.

Une nouvelle étude décrit une preuve de principe pour l'ingénierie d'une bactérie, Gluconobacter Oxydans, qui fait un grand pas pour répondre à la demande d'éléments de terres rares d'une manière qui correspond au coût et à l'efficacité des méthodes d'extraction et de raffinement thermochimiques traditionnelles et est suffisamment propre pour répondre aux normes environnementales américaines.

«Nous essayons de proposer une méthode respectueuse de l'environnement, à basse température et à basse pression pour retirer des éléments de terres rares d'un rocher», a déclaré Buz Barstow, auteur principal du journal et professeur adjoint de génie biologique et environnemental à l'Université Cornell.

Les éléments - dont il y en a 15 dans le tableau périodique - sont nécessaires à tout, des ordinateurs, des téléphones portables, des écrans, des microphones, des éoliennes, des véhicules électriques et des conducteurs aux radars, des sonars, des lumières LED et des batteries rechargeables.

Alors que les États-Unis ont une fois affiné ses propres éléments de terres rares, cette production a arrêté il y a plus de cinq décennies. Maintenant, le raffinement de ces éléments se déroule presque entièrement dans d'autres pays, en particulier la Chine.

«La majorité de la production et de l'extraction des éléments de Terre rares est entre les mains des nations étrangères», a déclaré le co-auteur Esteban Gazel, professeur agrégé de terre et de sciences atmosphériques à Cornell. «Donc, pour la sécurité de notre pays et de notre mode de vie, nous devons nous remettre sur la bonne voie pour contrôler cette ressource.»

Pour répondre aux besoins annuels américains des éléments de terres rares, environ 71,5 millions de tonnes (~ 78,8 millions de tonnes) de minerai brut seraient tenus d'extraire 10 000 kilogrammes (~ 22 000 livres) d'éléments.

Les méthodes actuelles reposent sur la dissolution de la roche avec de l'acide sulfurique chaud, suivi par l'utilisation de solvants organiques pour séparer les éléments individuels très similaires les uns des autres dans une solution.

"Nous voulons trouver un moyen de faire un bug qui améliore ce travail", a déclaré Barstow.

G. oxydans est connu pour fabriquer un acide appelé biolixiviant qui dissout la roche; La bactérie utilise l'acide pour tirer des phosphates des éléments de terres rares. Les chercheurs ont commencé à manipuler les gènes de G. oxydans afin qu'il extrait les éléments plus efficacement.

Pour ce faire, les chercheurs ont utilisé une technologie que Barstow a aidé à développer, appelé Knockout Sudoku, qui leur a permis de désactiver les 2 733 gènes du génome de G. Oxydans un par un. L'équipe a organisé des mutants, chacun avec un gène spécifique éliminé, afin qu'ils puissent identifier quels gènes jouent un rôle dans la sortie des éléments du rock.

"Je suis incroyablement optimiste", a déclaré Gazel. «Nous avons ici un processus qui va être plus efficace que tout ce qui a été fait auparavant.»

Alexa Schmitz, chercheuse postdoctorale du laboratoire de Barstow, est la première auteur de l'étude, «Gluconobacter Oxydans Knockout Collection trouve une amélioration de l'extraction d'éléments de terres rares», publiée dans Nature Communications.

---

Heure du poste: juil-04-2022