استخراج المواد الهامة والنادرة من النفايات الصناعية

من الممكن أن تكون المنافسة الشديدة على المواد الخام المستخدمة في التقنيات الخضراء شيئاً من الماضي، وذلك بفضل الاكتشاف الذي توصل إليه علماء من جامعة ليدز

من الممكن أن تكون المنافسة الشديدة على المواد الخام المستخدمة في التقنيات الخضراء شيئًا من الماضي، وذلك بفضل الاكتشاف الذي توصل إليه علماء من جامعة ليدز.

اكتشف باحثون من كلية الهندسة بجامعة ليدز (إنجلترا) كيفية استغلال كميات كبيرة من أكاسيد الرصاص النادرة الموجودة في خامات ثاني أكسيد التيتانيوم (ثاني أكسيد التيتانيوم، TiO2). إن أكاسيد الرصاص النادرة، والتي تعتبر ضرورية في إنتاج توربينات الرياح، والإضاءة الموفرة للطاقة، والمركبات الكهربائية والهجينة، يتم استنفادها أو إعادة تدويرها ببساطة وبتكلفة زهيدة من مواد النفايات التي يتم الحصول عليها في عملية صناعية أخرى.

وإذا أمكن تنفيذ هذه العملية الجديدة على نطاق صناعي، فقد تؤدي في نهاية المطاف إلى تغيير ميزان القوى في العرض العالمي وكسر احتكار الصين لهذه المواد النادرة والثمينة. واليوم، تمتلك الصين خمسة وتسعين في المائة من احتياطيات العالم من معادن الرصاص النادرة في سوق عالمية تبلغ قيمتها مليارات الدولارات، وهي سوق ذات طلب متزايد باستمرار.

"إن استخدام هذه المواد منتشر على نطاق واسع في محركات المركبات والمكونات الإلكترونية، وفي الصناعات الدفاعية والنووية. يقول البروفيسور أنيميش جها، الذي قاد الدراسة: "في الواقع، فإن استخدامها يتخطى العديد من التقنيات المتقدمة في طليعة اليوم، بحيث أن الطلب المتزايد عليها يجب أن يفوق العرض الحالي".

"هناك قلق حقيقي من أن تطوير التقنيات ذات العواقب البيئية الكبيرة سوف يتأخر بسبب نقص المواد الخام اللازمة - ولكننا نأمل أن عمليتنا الجديدة، والتي هي في حد ذاتها "أكثر خضرة" بكثير من العمليات الأخرى الموجودة، سيقلل من احتمالية حدوث ذلك."

على الرغم من اسمها، إلا أن المعادن الخام النادرة الخمسة عشر أكثر شيوعًا في القشرة الأرضية من المعادن الثمينة مثل الذهب والبلاتين، ولكن من النادر أن تجد أكاسيدها بتركيزات كافية للتعدين والتنقية التجارية. ومن ناحية أخرى، فإنها غالبا ما تظهر بجانب أكسيد التيتانيوم - وهو معدن متعدد الاستخدامات يستخدم في مجالات مستحضرات التجميل والأدوية والمكونات الإلكترونية وصناعة الفضاء.

جاء الإنجاز الذي حققه علماء ليدز عندما قام فريق البحث بضبط عملية صناعية معروفة قاموا بتطويرها سابقًا لاستخراج كميات أكبر من أكسيد التيتانيوم عند مستوى نقاء يزيد عن تسعة وتسعين بالمائة. ولا يقتصر الأمر على إزالة النفايات الضارة، وتقليل التكاليف وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون فحسب، بل اكتشف الفريق أيضًا أنهم كانوا قادرين على استخدامها لاستخراج كميات كبيرة من أكاسيد المعادن الخام النادرة كمنتجات ثانوية.

ويشير الباحث الرئيسي إلى أن "معدل الاستخراج لدينا يتراوح بين ستين وثمانين بالمائة، على الرغم من أنه من خلال هندسة العمليات الأكثر كفاءة يمكننا الوصول إلى معدلات أعلى". "ومع ذلك، حتى الآن، فإن استخراج أكاسيد النيوديميوم (Nd)، والسيريوم (Ce)، واللانثانم (La) من منتجات النفايات يشكل فائدة بيئية مزدوجة ومثيرة للإعجاب للغاية."

الخبر من الجامعة