Zeldzame aardelementen zitten in veel alledaagse producten, zoals smartphones, LED-verlichting en batterijen. Echter, slechts een paar locaties hebben grote afzettingen die het waard zijn om te worden gedolven, resulterend in wereldwijde spanningen in de toeleveringsketen. Dus, er is een druk om ze te recyclen uit niet-traditionele bronnen, zoals afval van het verbranden van kolenvliegas. Nutsvoorzieningen, onderzoekers in ACS' Milieuwetenschap en -technologie rapporteer een eenvoudige methode om deze elementen uit steenkoolvliegas terug te winnen met behulp van een ionische vloeistof.

Hoewel zeldzame-aarde-elementen niet zo schaars zijn als hun naam doet vermoeden, grote reserves bevinden zich ofwel op politiek gevoelige locaties, of ze zijn wijd verspreid, wat het een uitdaging maakt om ze te delven. Dus, om hun bevoorrading te verzekeren, sommige mensen hebben zich tot het verwerken van andere verrijkte bronnen gewend. Bijvoorbeeld, het asbijproduct van kolengestookte elektriciteitscentrales heeft vergelijkbare elementconcentraties als ruwe ertsen. Nog, de huidige methoden om deze kostbare materialen uit kolenvliegas te winnen zijn gevaarlijk en vereisen verschillende zuiveringsstappen om een ​​bruikbaar product te krijgen. Een mogelijke oplossing zijn ionische vloeistoffen, die als milieuvriendelijk worden beschouwd en herbruikbaar zijn.

Een in het bijzonder, betaïnebis(trifluormethylsulfonyl)imide of [Hbet][Tf ₂ N], lost selectief zeldzame aardoxiden op boven andere metaaloxiden. Deze ionische vloeistof lost ook op unieke wijze op in water wanneer deze wordt verwarmd en scheidt zich vervolgens in twee fasen wanneer deze wordt afgekoeld. Dus, Ching-Hua Huang, Laura Stoy en collega's van Georgia Tech wilden zien of het efficiënt en bij voorkeur de gewenste elementen uit kolenvliegas zou halen en of het effectief kon worden gereinigd, het creëren van een proces dat veilig is en weinig afval oplevert.

De onderzoekers hebben kolenvlieg voorbehandeld met een alkalische oplossing en gedroogd. Vervolgens, ze verhitten as gesuspendeerd in water met [Hbet][Tf ₂ N], het creëren van een enkele fase. Wanneer afgekoeld, de oplossingen gescheiden. De ionische vloeistof haalde meer dan 77% van de zeldzame-aarde-elementen uit vers materiaal, en het haalde een nog hoger percentage (97%) uit verweerde as die jarenlang in een opslagvijver had gelegen. Eindelijk, zeldzame aardmetalen werden met verdund zuur uit de ionische vloeistof gestript.

De onderzoekers ontdekten dat het toevoegen van betaïne tijdens de uitloogstap de hoeveelheid geëxtraheerde zeldzame aardelementen verhoogde. Het team testte de herbruikbaarheid van de ionische vloeistof door deze af te spoelen met koud water om overtollig zuur te verwijderen. geen verandering in de extractie-efficiëntie door drie uitloog-reinigingscycli. De onderzoekers zeggen dat deze aanpak met weinig afval een oplossing oplevert die rijk is aan zeldzame aardelementen. met beperkte onzuiverheden, en zou kunnen worden gebruikt om kostbare materialen te recyclen uit de overvloed aan kolenvliegas in opslagvijvers.