Des scientifiques développent une méthode respectueuse de l'environnement pour récupérer les terres rares des cendres volantes de charbon
Des chercheurs du Georgia Institute of Technology ont développé une méthode simple pour récupérer des éléments de terres rares à partir de cendres volantes de charbon en utilisant un liquide ionique et en évitant les matières dangereuses. Dans un article publié dans la revue Environmental Science & Technology, les scientifiques expliquent que les liquides ioniques sont considérés comme respectueux de l'environnement et réutilisables. L'un d'eux, le bis(trifluorométhylsulfonyl)imide de bétaïnium ou [Hbet][Tf2N], dissout sélectivement les oxydes de terres rares par rapport aux autres oxydes métalliques. Selon les scientifiques, le liquide ionique se dissout également dans l'eau lorsqu'il est chauffé, puis se sépare en deux phases lorsqu'il est refroidi. Sachant cela, ils ont entrepris de tester s'il extrairait efficacement et préférentiellement les éléments souhaités des cendres volantes de charbon et s'il pouvait être nettoyé efficacement, créant ainsi un procédé sûr et générant peu de déchets. Pour ce faire, l'équipe a prétraité des cendres volantes de charbon avec une solution alcaline et les a séchées. Ensuite, elle a chauffé les cendres en suspension dans l'eau avec [Hbet][Tf2N], créant ainsi une phase unique. Une fois refroidies, les solutions se sont séparées. Le liquide ionique a extrait plus de 77 % des terres rares des matériaux frais, et a récupéré un pourcentage encore plus élevé (97 %) des cendres altérées ayant passé des années dans un bassin de stockage. La dernière étape du processus consistait à extraire les terres rares du liquide ionique avec de l'acide dilué. Les chercheurs ont également constaté que l’ajout de bétaïne pendant l’étape de lixiviation augmentait les quantités d’éléments de terres rares extraites. Parmi les éléments récupérés figuraient le scandium, l’yttrium, le lanthane, le cérium, le néodyme et le dysprosium. Enfin, l'équipe a testé la réutilisabilité du liquide ionique en le rinçant à l'eau froide pour éliminer l'excès d'acide, ne constatant aucun changement dans son efficacité d'extraction au cours de trois cycles de lixiviation-nettoyage. « Cette approche à faible gaspillage produit une solution riche en éléments de terres rares, avec des impuretés limitées, et pourrait être utilisée pour recycler des matériaux précieux à partir de l'abondance de cendres volantes de charbon conservées dans des bassins de stockage », ont déclaré les scientifiques dans un communiqué de presse. Ces résultats pourraient également s’avérer cruciaux pour les régions productrices de charbon, comme le Wyoming, qui cherchent à réinventer leur industrie locale face à la baisse de la demande en combustibles fossiles.
Date de publication : 04/07/2022 