 |
Nghiên cứu sinh tiến sĩ của ETH Marie Perrin trình bày phương pháp tái chế mới. Tay trái cô cầm nguyên liệu thô dưới dạng đèn huỳnh quang và tay phải cô cầm thuốc thử màu vàng có thể tách kim loại đất hiếm. (Nguồn ảnh: Fabio Masero / ETH Zurich) |
Khoáng chất đất hiếm, còn được gọi là kim loại đất hiếm hoặc nguyên tố đất hiếm (REE), bao gồm các vật liệu như europium, yttrium và samarium và có nhiều ứng dụng trong điện tử. Chúng thường được tìm thấy trong điện thoại thông minh, máy tính, màn hình TV và thậm chí cả pin xe điện.
REE thực sự khá phổ biến nhưng chỉ xuất hiện tự nhiên ở nồng độ thấp trong các hợp chất trong quặng. Điều này có nghĩa là để được cô lập để sử dụng, chúng phải trải qua nhiều bước chiết xuất và tinh chế, vừa tốn nhiều hóa chất vừa tốn nhiều năng lượng. Tổng cộng, chế biến một tấn khoáng chất đất hiếm tạo ra khoảng 2.000 tấn chất thải độc hại.
Khai thác và tái chế an toàn hơn
Tác giả đầu tiên của nghiên cứu Marie Perrin, một nghiên cứu sinh tiến sĩ tại ETH Zurich, giải thích rằng các phương pháp tách hiện có để thu hồi europium cho đến nay vẫn chưa thực tế. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu đã khai thác các phân tử vô cơ nhỏ gọi là tetrathiometallate, bao gồm bốn nguyên tử lưu huỳnh xung quanh vonfram hoặc molypden.
Các nhà khoa học cho biết Tetrathiometallate là kim loại chuyển tiếp thường được sử dụng trong y học để điều trị các rối loạn chuyển hóa đồng và ung thư. Nhưng bằng cách sử dụng chúng làm thuốc thử trong phản ứng oxy hóa khử (oxy hóa khử), họ có thể dễ dàng chiết xuất các mẫu europium, bao gồm cả từ chất thải sau tiêu dùng dưới dạng bóng đèn tiết kiệm năng lượng đã qua sử dụng.
Họ nghiền nát đèn và sau đó hòa tan chúng trong axit trifluoromethanesulfonic. Sau khi lọc thủy tinh, họ sấy khô chân không phần còn lại ở nhiệt độ 200 độ C và sau đó thêm vào dung dịch vonfram tetrathiometallate. Các nhà khoa học cho biết thêm rằng, hiệu quả loại bỏ europium đạt khoảng 98,9% - cao hơn gấp nhiều lần so với các phương pháp được báo cáo tốt nhất hiện nay.
