A tecnologia moderna depende de um conjunto de 17 elementos ao pé da tabela periódica. Conhecidos como terras raras (REs), muitos desses metais são altamente magnéticos, e encontrar uso na computação, energia verde e outras tecnologias. Contudo, por causa do aumento dos preços, questões legais e a dificuldade de mineração, salvaguardar o seu abastecimento é um grande desafio científico e político.

Vários REs, como ítrio (Y) e európio (Eu), são usados ​​como fósforos em lâmpadas fluorescentes (FLs). Essas lâmpadas substituem cada vez mais as tradicionais lâmpadas incandescentes, mas têm uma vida útil limitada. Os FLs em fim de vida são, portanto, uma fonte potencialmente enorme de REs - um exemplo de "mineração tecnosférica" ​​- mas processos severos e poluentes são necessários para realmente extrair esses metais dos fósforos usados. Agora, uma equipe liderada pela Universidade de Kanazawa no Japão desenvolveu um método mais limpo.

Conforme relatado em Gestão de resíduos , em vez de usar extratores ácidos para dissolver os REs presos nas lâmpadas gastas, a equipe de Kanazawa voltou-se para a química quelante. Quelantes - compostos orgânicos contendo elementos como N ou O - ligam-se aos metais por meio da doação de elétrons. Isso permite que eles lixiviem suavemente os REs da massa sólida de um fósforo gasto, sem a necessidade de ácidos fortes.

"Um tipo ideal de composto quelante é conhecido como amino-policarboxilatos, "explica o co-autor do estudo Ryuta Murase." Estes já são usados ​​para remover metais tóxicos de resíduos sólidos. Descobrimos que eles também eram muito eficientes na extração de REs de fósforos usados ​​- especialmente ítrio e lantânio, que são usados ​​nos fósforos vermelhos mais quimicamente reativos. O melhor desempenho foi pelo quelador EDTA, provavelmente porque forma os complexos mais fortes com os metais. "

Para aumentar a taxa de extração, a equipe acrescentou um segundo ingrediente ao processo:energia mecânico-química. Moinho de bolas planetário - moendo um sólido em partículas finas entre camadas de pequenas, bolas duras em uma câmara rotativa - descobriu-se que aumentava o rendimento dos ERs quando realizados durante o tratamento com quelante. Isto é porque, uma vez moído, a maior área de superfície dos fósforos pulverizados proporcionou um acesso mais fácil aos metais lixiviáveis ​​internos.

"Trabalhamos muito para otimizar o processo em todos os detalhes, incluindo temperatura, pH, velocidade de fresagem, tamanho da bola, e outros fatores, "diz o autor correspondente Hiroshi Hasegawa." Nossos esforços valeram a pena, e os metais de RE mais importantes economicamente foram lixiviados de lâmpadas gastas com recuperações de 53% a 84%. Reciclar REs será vital para a tecnologia sustentável, e esperamos mostrar que isso pode ser feito de forma limpa e eficiente. "