Nowa metoda odzyskiwania cennych pierwiastków

 Naukowcy z Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie opracowali nową metodę odzyskiwania pierwiastków ziem rzadkich z baterii niklowo-wodorkowych, tzw. paluszków. Pierwiastki wykorzystywane m.in. do produkcji samochodów elektrycznych i laptopów są kluczowe dla rozwoju nowoczesnego przemysłu.

Kierownik Katedry Chemii Nieorganicznej UMCS prof. Dorota Kołodyńska powiedziała PAP, że jej zespół pozyskuje pierwiastki z akumulatorów niklowo-wodorkowych, czyli popularnych baterii R3 i R6. Tzw. paluszki są sklasyfikowane jako materiał niebezpieczny i podlegają zbiórce. Po zdjęciu obudowy naukowcy wydobywają z wnętrza akumulatorów tzw. masą czarną, w której znajdują się cenne pierwiastki.

"Na bazie wieloletnich badań doszliśmy do wniosku, że m.in. kwas iminodibursztynowy (IDHA) będzie tym ekonomicznym czynnikiem, który pozwoli wydobyć z baterii cenne pierwiastki z grupy lantanowców, takie jak lantan, cer czy neodym, ale też inne pierwiastki, m.in. nikiel, kobalt, cynk" - wyjaśniła prof. Kołodyńska.

Obecnie przy wydzielaniu pierwiastków ziem rzadkich powszechnie stosowane są typowe kwasy i ekstrahenty, czyli ciekłe rozpuszczalniki. W grupie kwasów najczęściej wykorzystuje się kwasy azotowy, siarkowy i chlorowodorowy. Prof. Kołodyńska wyjaśniła, że tego typu kwaśne odpady są trudne do zagospodarowania i przyczyniają się do degradacji środowiska. Dlatego naukowcy z UMCS oparli swoją metodę na bezpiecznych dla człowieka nowych czynnikach biodegradowalnych.

Jak dodała chemiczka, osobnym problemem jest rozdzielenie wydzielonych pierwiastków. Naukowcy wykorzystują do tego sorbenty i materiały hybrydowe. Zespół prof. Kołodyńskiej projektuje je samodzielnie w oparciu o chitozan, alginiany i biowęgiel oraz inne materiały, które można pozyskać niskim kosztem.

Wyjaśniła, że wbrew powszechnej opinii pierwiastki ziem rzadkich wcale nie są takie rzadkie. Niektóre z nich występują w skorupie ziemskiej w ilościach nieco większych niż pospolite pierwiastki, ale są bardzo rozproszone. Stąd potoczna nazwa.

"Pracujemy też nowymi metodami pozyskiwania lantanowców z innych źródeł. Otrzymaliśmy wraz z Instytutem Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią oraz kolegami z Czech i Turcji grant na odzysk lantanowców z np. zużytych paneli fotowoltaicznych i turbin wiatrowych, bo z literatury naukowej wiadomo, że takie pierwiastki mogą się tam znajdować" - powiedziała.

Pierwiastki ziem rzadkich - zauważyła chemiczka - towarzyszą nam każdego dnia. Są w laptopach, komputerach, telefonach, samochodach elektrycznych, turbinach wiatrowych. W Unii Europejskiej znakowane są nimi banknoty. Największymi producentami związków pierwiastków ziem rzadkich, a zarazem miejscami, gdzie są one wydobywane, są Chiny, Stany Zjednoczone i Brazylia.

"Nieliczne kraje dysponują naturalnymi zasobami" - powiedziała prof. Kołodyńska. "Szacuje się, że do 2050 r. zapotrzebowanie na pierwiastki ziem rzadkich o wysokim stopniu czystości będzie rosło ok. 10-15 proc. na rok. Biorąc pod uwagę, że w Europie praktycznie ich nie ma, musimy skupić się na źródłach wtórnych" - dodała.

Zespół prof. Kołodyńskiej publikuje wyniki swoich badań dotyczących odzyskiwania pierwiastków ziem rzadkich, prezentuje je na konferencjach, zamierza opatentować niektóre z rozwiązań i poszukuje inwestorów. Szansę upatruje w inwestycji planowanej w Puławach (Lubelskie).

25 marca br. Grupa Azoty i należąca do kanadyjskiego Mkango Resources spółka Mkango zapowiedziały budowę rafinerii metali ziem rzadkich na terenie puławskich Azotów. Inwestycja potrwa 18 miesięcy w latach 2027-2028. Przedsięwzięcie znalazło się także na liście 47 projektów strategicznych Komisji Europejskiej, które mają na celu zwiększenie strategicznych zdolności w obszarze surowcowym.

Piotr Nowak