2022-12-01
Los hallazgos, titulados 'Recuperación selectiva de tierras raras, Al y Co-Mn de alto grado a partir de material de lodo de tratamiento de drenaje de mina ácido', se publicaron en Minerals Engineering.
Los minerales críticos, incluidos los 17 elementos de tierras raras, se utilizan en muchos productos domésticos comunes, como teléfonos inteligentes y computadoras, y en aplicaciones esenciales para la transición de energía limpia, como vehículos eléctricos, baterías y paneles solares.La demanda de estos metales ha aumentado debido a su alta importancia económica y alto riesgo de suministro y, en consecuencia, su ausencia tendría consecuencias significativas en la seguridad económica y nacional de los EE. UU.
EE. UU. debe asegurarse de que el suministro de estos minerales esté asegurado y, por lo tanto, debe considerar la extracción de estos minerales a nivel nacional.Se ha descubierto que el drenaje ácido de mina (AMD) y los sólidos y precipitados asociados resultantes del tratamiento AMD son fuentes viables de múltiples minerales críticos y elementos de tierras raras.
El Departamento de Energía de EE. UU. (DOE, por sus siglas en inglés) está explorando esto más a fondo y ha financiado esfuerzos para demostrar tanto la factibilidad técnica como la viabilidad económica de extraer, separar y recuperar REE y CM de fuentes de carbón y subproductos de carbón de EE. UU., con el objetivo de lograr óxidos mixtos de tierras raras a partir de recursos a base de carbón con una pureza mínima del 75 %.
“Hemos estado trabajando para desarrollar estrategias para recuperar CM y REE de estos flujos de desechos y hemos logrado un hito de 88,5 % de REE de grado”, dijo Sarma Pisupati, profesora de Ingeniería de Energía y Minerales y directora del Centro de Minerales Críticos en Penn State. .“El objetivo actual establecido por el DOE para lograr óxidos mixtos de tierras raras es del 75 % y hemos superado ese objetivo”.
Los investigadores obtuvieron drenaje ácido de la mina y material de lodo asociado que representaba el lecho de carbón de Lower Kittanning y evaluaron la recuperación de múltiples minerales críticos.A continuación, se diseñó un nuevo proceso de purificación basado en un proceso de tratamiento AMD anterior para recuperar productos de aluminio de alta calidad, elementos de tierras raras, cobalto y manganeso del lodo.“La extracción de REE y CM directamente de AMD elimina la necesidad de la disolución de lodos y los costos asociados de reactivos y procesamiento, lo que da como resultado prácticas de eliminación de desechos más sostenibles y de bajo costo”, dijo Mohammad Rezaee, Profesor Asistente de Ingeniería Minera en Penn State. y coautor del estudio.
Por lo general, AMD se trata agregando cal u otros productos químicos para elevar el pH a 7. Sin embargo, los investigadores cambiaron esto en su nuevo proceso.
El nuevo sistema AMD para extraer óxidos de elementos de tierras rarasEn el nuevo sistema desarrollado por los investigadores, el pH todavía se eleva a 7, pero esto se hace por etapas.
“En lugar de agregar hidróxido de sodio, hidróxido de calcio o cal todo a la vez para elevar el pH, lo estamos elevando en etapas”, dijo Pisupati.“La ventaja de este método es que permite que ciertos minerales se precipiten a diferentes niveles de pH.Si agregamos nuestra base de una vez y llevamos el pH a 7, todas estas cosas se precipitarán al mismo tiempo.Entonces tendríamos que volver y separarlos”.
El pH se elevó al nivel necesario para que precipite el hierro, y luego al pH necesario para que precipite el aluminio.Después de esta precipitación, las tierras raras y luego se recuperan a través de la precipitación de carbonato.
Los precipitados que se eliminaron se vuelven a poner en el ciclo del proceso de purificación para eliminar el hierro, el aluminio y otros residuos.
Pureza de los minerales recuperados
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