Ciecze jonowe wspomagają odzyskiwanie metali ziem rzadkich
Tradycyjne metody wydobywania i recyklingu REM są niezwykle kosztowne i mają olbrzymi negatywny wpływ na środowisko ze względu na toksyczne chemikalia stosowane w procesie i dużą ilość niezbędnych etapów separacji. Obecnie stosowane technologie bazujące na separacji ciecz-ciecz (hydrometalurgii) wymagają stosowania rozpuszczalników organicznych, takich jak nafta lub n-heptan, które są bardzo lotne i łatwopalne. Uczestnicy finansowanego z funduszy UE projektu REMSIL (Rare earth metal separation with ionic liquids) zdecydowali się rozwiązać ten problem, opracowując nowe, wysoce selektywne ekstrahenty do separacji REM przy użyciu cieczy jonowych o selektywności większej o dwa rzędy wielkości. Uniwersalne ciecze jonowe na bazie amid (MAIL, Multifunctional Amide Ionic Liquids), dzięki swojej doskonałej ekstraktywności i wysokiemu współczynnikowi wewnątrzgrupowej separacji REM, mogą okazać się przełomem. Ze względu na jonowy charakter ciecze MAIL są nielotne i niepalne, w przeciwieństwie do innych ekstrahentów. Badacze zdecydowali się więc zsyntetyzować i przetestować nową klasę cieczy MAIL, charakteryzującą się niezwykłą ekstraktywnością oraz dużo wyższymi współczynnikami wewnątrzgrupowej separacji REM niż tradycyjnie stosowane ciecze. Takie działanie doprowadziło do opracowania nowego taniego i ekologicznego procesu separacji metali REM z możliwością zmiany sposobu przetwarzania tych metali. A ponieważ system działa przy umiarkowanym poziomie pH, badaczom udało się zmniejszyć ilość stosowanych silnych kwasów. Ciecze te nadają się również do ponownego użycia oraz gwarantują niższy od innych ekstrahentów poziom wymywania i emulsyfikacji. Ekstrahenty stworzone w ramach projektu REMSIL mogą znacząco obniżyć koszty produkcji dzięki zredukowaniu liczby etapów separacji o jeden rząd wielkości (z około 150 do 10 – 15). Dodatkowo zastosowanie nietoksycznych rozpuszczalników do ekstrakcji zmniejsza wpływ procesu separacji REM na środowisko naturalne. Działania przeprowadzone w ramach projektu REMSIL doprowadziły do powstania pilotażowej instalacji do separacji REM z wykorzystaniem układu o przepływie ciągłym i nowych ekstrahentów. Zadaniem tej instalacji jest zademonstrowanie pełnego potencjału komercyjnego nowego procesu separacji.
Słowa kluczowe
Ciecze jonowe, metale ziem rzadkich, hydrometalurgia, REMSIL, ekstrahenty
