Descoperirea care promite să dubleze extracția de pământuri rare din deșeurile de cărbune

În goana după tehnologii mai verzi și mai „deștepte”, există un detaliu care trece ușor pe sub radar: multe dintre dispozitivele pe care le folosești zilnic depind de o familie de metale greu de obținut în formă pură. Vorbim despre pământuri rare, un grup de elemente esențiale pentru turbine eoliene, telefoane, motoare electrice, ecrane și multe alte aplicații.

Paradoxul e că aceste elemente nu sunt chiar „rare” ca abundență în scoarța terestră, ci rare prin faptul că apar dispersate și legate strâns de alte minerale, ceea ce face separarea scumpă și murdară. O echipă coordonată de cercetători de la Northeastern University susține însă că a găsit o metodă care poate crește semnificativ randamentul extracției dintr-o sursă neașteptată: deșeurile rezultate din mineritul de cărbune, numite „coal tailings”.

De ce deșeurile de cărbune au ajuns brusc o resursă strategică

„Coal tailings” sunt un amestec de rocă fin măcinată, apă și particule de cărbune rămase după procesare. În multe regiuni, ele stau în iazuri sau depozite gândite să limiteze contaminarea mediului. Problema e că volumele sunt uriașe, iar compoziția poate include atât metale utile, cât și elemente nedorite, inclusiv uneori materiale radioactive.

Miza economică a început să crească odată cu estimări care sugerează că, din cantități foarte mari de astfel de deșeuri, s-ar putea recupera sute de mii de tone de elemente de pământuri rare, dacă procesarea ar deveni suficient de eficientă. În materialul de referință este menționat un ordin de mărime de peste 600 kilotone de elemente de pământuri rare la circa 1,5 miliarde de tone de material, dar tocmai eficiența a fost, până acum, blocajul major.

Cele trei zodii cu noroc la bani în săptămâna 2-8 februarie 2026. Vin câştiguri din multe direcţii

Horoscopul zilei de luni, 2 februarie 2026. Zodia pentru care săptămâna începe cu provocări profesionale

Ce aduce nou combinația dintre alcali și microunde

Studiul publicat în Environmental Science & Technology descrie un pretratament alcalin (cu hidroxid de sodiu) realizat în condiții asistate de microunde, urmat de digestie acidă (cu acid azotic) pentru a elibera elementele de pământuri rare din matricea minerală. În experimente, cercetătorii au folosit o soluție concentrată de NaOH și au lucrat la temperaturi ridicate, variind raportul solid-lichid și timpul de reacție.

Cheia nu este doar „înmuierea” chimică, ci transformarea structurii solide. Prin acest pretratament, mineralele care înconjoară strâns pământurile rare sunt modificate, iar particulele de tailings devin mai poroase. Asta înseamnă că, în etapa următoare, acidul poate pătrunde mai bine și poate desprinde elementele vizate din „închisoarea” lor minerală.

În raportările din studiu, eficiența de extracție poate crește semnificativ față de metodele existente. În funcție de condiții, creșterile pot ajunge la aproximativ de două până la trei ori pentru anumite categorii de elemente. Un alt aspect notabil este că pretratamentul alcalin poate ajuta și la gestionarea unor impurități, ceea ce contează enorm când discuți despre aplicare industrială, costuri de epurare și siguranță.

De la laborator la industrie: unde se poate împotmoli ideea

Chiar dacă randamentul sună spectaculos, tranziția către producție e plină de capcane. În primul rând, sistemele de încălzire cu microunde controlate, la scară industrială, pot fi scumpe și dificil de integrat într-un flux continuu. Una e să încălzești uniform probe în laborator, alta e să menții aceleași condiții în cantități mari, unde apar variații de umiditate, granulație și compoziție.

A doua problemă este lipsa de standardizare a materialului. Tailings dintr-o regiune pot avea o mineralogie diferită de tailings din altă regiune, iar aceeași „rețetă” chimică poate da rezultate diferite. Chiar și în interiorul aceleiași zone, depozitele pot avea straturi cu compoziții variabile, în funcție de perioada exploatării și de tipul de cărbune extras. Asta înseamnă că procesul ar putea necesita calibrare locală, lucru care complică automatizarea și crește costul operațional.

Mai există și partea de mediu, pe care nu ai voie să o ignori. Un proces bazat pe alcali puternici și acizi produce soluții care trebuie neutralizate și tratate, iar reziduurile solide trebuie gestionate responsabil. Dacă aceste etape secundare nu sunt optimizate, câștigul de eficiență la extracție poate fi „mâncat” de costurile de tratare și de conformare cu reglementările.

Miza pentru tranziția verde și pentru elemente precum neodimul

Importanța unei astfel de metode devine evidentă când te uiți la neodim, unul dintre elementele de pământuri rare menționate ca recuperabil prin acest proces. Neodimul este folosit în magneți permanenți de mare putere, care ajung în motoare de mașini electrice, generatoare pentru turbine eoliene, hard disk-uri și o mulțime de aplicații industriale. Cu alte cuvinte, nu e doar un metal „interesant”, ci unul care poate dicta cât de repede și cât de ieftin se poate extinde infrastructura de energie verde.

În plus, discuția are și o componentă strategică: lanțurile globale de aprovizionare cu pământuri rare sunt sensibile, iar multe țări încearcă să-și diversifice sursele. O metodă care valorifică deșeuri existente ar putea reduce presiunea asupra mineritului clasic și ar putea transforma o problemă de mediu într-o oportunitate economică, măcar parțial.

Ce merită urmărit mai departe

Dacă vrei să înțelegi cât de aproape e această descoperire de lumea reală, urmărește câteva semne clare. Primul este apariția unor teste pilot la scară mai mare decât laboratorul, cu flux continuu și cu tailings din mai multe regiuni. Al doilea este analiza costurilor totale: nu doar cât recuperezi, ci cât te costă energia, reactanții și tratarea reziduurilor.

Un alt punct important este dacă procesul poate fi extins astfel încât să recupereze și alte elemente utile din tailings, nu doar pământuri rare. În multe deșeuri miniere există magneziu, calciu, fier și alte metale care, dacă sunt valorificate inteligent, pot îmbunătăți economia întregului flux. Dacă această etapă de „recuperare multiplă” devine fezabilă, atunci o tehnologie care azi pare scumpă ar putea deveni competitivă.

În concluzie, metoda cu pretratament alcalin asistat de microunde și digestie acidă arată promițător pe hârtie și în rezultate experimentale, pentru că atacă direct problema care a blocat până acum extracția din tailings: elementele sunt prinse în structuri minerale compacte. Dacă reușești să schimbi acea structură și să deschizi materialul, ai șanse reale să scoți mai mult, mai repede. Rămâne de văzut cât de repede se poate trece de la o demonstrație solidă în laborator la o tehnologie industrială stabilă, sigură și rentabilă.