Las tierras raras son elementos químicos esenciales en tecnologías modernas como teléfonos móviles, coches eléctricos, paneles solares y turbinas eólicas. Sin embargo, su extracción tradicional implica procesos costosos y altamente contaminantes. Por ello, encontrar alternativas sostenibles es clave para reducir el impacto ambiental y garantizar el suministro.
Y uno de ellos se acaba de poner ahora en relieve con la publicación en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS). El nuevo método consiste en recuperar estos metales a partir de residuos industriales y electrónicos mediante procesos químicos más limpios y de bajo coste energético.
Un método más ecologista para recuperar elementos de tierras raras
Un equipo de científicos estadounidense ha diseñado un método «respetuoso con el medioambiente» y «económicamente viable» para recuperar elementos de tierras raras (REE, en sus siglas en inglés) en residuos electrónicos. El nuevo método es más económico que los tradicionales, usa menos agua, ácido y energía y emite menos gases de efecto invernadero, detallan los autores en un artículo publicado este lunes en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS).
Las tierras raras son un grupo de elementos químicos necesarios para fabricar baterías, imanes y componentes electrónicos. La Unión Europea (UE) y España están apostando por estas materias críticas para reducir la dependencia del exterior, principalmente copada por China.
Pero los métodos hidrometalúrgicos y pirometalúrgicos tradicionales para separar y recuperar los elementos de tierras raras conllevan múltiples pasos, consumen grandes cantidades de energía, agua y ácido y producen una cantidad significativa de residuos.
Para desarrollar el nuevo sistema, James Tour y su grupo de investigadores de la Universidad de Rice (Estados Unidos) combinaron el calentamiento por efecto Joule con la cloración (FJH-Cl2), lo que permite prescindir completamente de agua y ácidos en el proceso. Esto les permitió recuperar los REE de los residuos magnéticos (un tipo de restos electrónicos muy abundante y una rica fuente de elementos de tierras raras).
Después, colocaron muestras trituradas y desmagnetizadas en un reactor lleno de gas cloro y lo calentaron rápidamente hasta los 1348 °C. Al llegar a esta temperatura, en la que los metales de transición de los residuos magnéticos reaccionan con el gas cloro y se vaporizan, pudieron separarlos de los REE. Además, usaron el método en imanes de samario-cobalto (SmCo) y neodimio-hierro-boro (NdFeB), para recupera los REE samario (Sm) y neodimio (Nd) con una pureza y un rendimiento superiores al 90 % en un solo paso y sin usar disolventes.
Comparado con los métodos tradicionales, este método no solo requiere menos pasos, sino que además elimina el uso de agua y ácidos y reduce el consumo de energía en un 87 %, las emisiones de gases de efecto invernadero en un 84 % y los costes operativos en un 54 %, subrayan los autores. Por ello, concluye el equipo, el nuevo método ofrece muchas ventajas medioambientales y económicas para el reciclaje y la recuperación de REE.
Una alternativa relevante
Para el profesor e investigador en la Escuela de Ingeniería Agronómica de Montes y Biotecnología de la Universidad de Castilla-La Mancha Martín Muñoz Morales, el nuevo método es «especialmente relevante» porque va en línea con las estrategias de España y de la UE de buscar rutas alternativas a la minería tradicional» para obtener elementos de tierras raras (actualmente dominadas por el mercado chino) y a reducir sus impactos ambientales asociados.
En declaraciones a la plataforma de recursos científicos SMC, Muñoz Morales, quien no ha participado en el estudio, destaca también que, a diferencia de otros métodos, este no necesita «grandes volúmenes» de agua contaminada y ácida para extraer los metales, lo que suele ser «un argumento muy utilizado por plataformas vecinales para oponerse a la prospección de tierras que pudieran contener minerales con estos elementos».
También permite recuperar selectivamente samario y neodimio a elevadas purezas (99 % y 96 %, respectivamente) sin usar disolventes tóxicos, un gran paso hacia la sostenibilidad ambiental, «además de reducir las emisiones gaseosas de gases efecto invernadero, impulsando alternativas que evitan la generación de efluentes líquidos característicos de las tecnologías hidro y pirometalúrgicas». Por último, «mejora la competitividad económica, al posibilitar la comercialización directa de los elementos recuperados y reducir el consumo energético de esta etapa», concluye el experto.
Los ensayos iniciales han mostrado resultados prometedores, con altos niveles de recuperación y costes significativamente inferiores a los métodos tradicionales. Ahora, los investigadores trabajan en escalar la técnica para su aplicación industrial a gran escala. EFE / ECOticias.com
