Home / ENERGY

Rabu, 23 November 2022 - 13:46 WIB

Proses baru dikembangkan untuk mengekstrak oksida unsur tanah jarang dengan kemurnian tinggi


Rekayasa Mineral (2022). DOI: 10.1016/j.mineng.2022.107813″ width=”800″ height=”442″/>

Abstrak grafis. Kredit: Rekayasa Mineral (2022). DOI: 10.1016/j.mineng.2022.107813

Mineral kritis, termasuk elemen tanah jarang, digunakan untuk memberi daya pada perangkat seperti telepon pintar dan komputer dan sangat penting bagi ekonomi dan keamanan nasional negara kita. Pusat Mineral Kritis Penn State telah mengembangkan proses pemurnian baru yang mengekstrak oksida campuran tanah jarang dari drainase tambang asam dan lumpur terkait dengan kemurnian 88,5%

Mineral kritis (CM), termasuk 17 elemen tanah jarang (REE), digunakan di banyak produk rumah tangga biasa seperti telepon pintar dan komputer, dan di banyak produk komersial seperti kendaraan listrik, baterai, dan panel surya. Permintaan mereka meroket, dan mereka diklasifikasikan sebagai kritis karena mereka memiliki kepentingan ekonomi yang tinggi, risiko pasokan yang tinggi, dan ketidakhadiran mereka akan memiliki konsekuensi yang signifikan terhadap keamanan ekonomi dan nasional Amerika Serikat.

Drainase asam tambang (AMD) dan padatan terkait serta endapan yang dihasilkan dari pengolahan DAL telah ditemukan sebagai sumber yang layak dari berbagai CM, termasuk REE, aluminium, kobalt, dan mangan.

Departemen Energi AS (DOE) telah mendanai upaya untuk menunjukkan kelayakan teknis dan kelayakan ekonomi untuk mengekstraksi, memisahkan, dan memulihkan REE dan CM dari sumber batubara AS dan produk sampingan batubara, dengan tujuan mencapai campuran oksida tanah jarang dari batubara -berbasis sumber daya dengan kemurnian minimum 75%.

“Kami telah bekerja untuk mengembangkan strategi untuk memulihkan CM dan REE dari aliran limbah ini dan telah mencapai tonggak sejarah REE kelas 88,5%,” kata Sarma Pisupati, profesor teknik energi dan mineral dan direktur Pusat Mineral Kritis di Penn State . . “Target saat ini yang ditetapkan oleh DOE untuk mencapai campuran oksida tanah jarang adalah 75% dan kami telah melampaui target itu.”

Drainase asam tambang dan material lumpur terkait yang mewakili lapisan batubara Kittanning Bawah diperoleh dari tiga lokasi pengolahan yang dioperasikan oleh Departemen Perlindungan Lingkungan Pennsylvania dan dikarakterisasi dan dievaluasi untuk pemulihan beberapa mineral kritis.

Proses pemurnian baru, berdasarkan proses pengolahan AMD tiga tahap yang dikembangkan sebelumnya, dirancang untuk memulihkan produk aluminium, REE, kobalt, dan mangan bermutu tinggi dari bahan lumpur melalui pemrosesan berair dengan beberapa langkah pembersih dan kontrol parameter proses yang tepat. ., menurut para peneliti.

“Ekstraksi REE dan CM langsung dari DAL menghilangkan kebutuhan untuk pembubaran lumpur dan biaya terkait reagen dan pemrosesan, menghasilkan praktik pembuangan limbah yang lebih berkelanjutan dengan biaya rendah,” kata Mohammad Rezaee, asisten profesor teknik pertambangan di Penn State .dan rekan penulis studi tersebut. “Kami telah menunjukkan bahwa kami mampu mengubah aliran limbah ini, yang telah menjadi perhatian lingkungan selama beberapa dekade, menjadi sumber daya yang berharga, jadi ini adalah solusi yang sama-sama menguntungkan bagi lingkungan, persemakmuran, dan bangsa.”

AMD biasanya diolah dengan menambahkan kapur atau bahan kimia lain untuk menaikkan pH menjadi 7.

“Biasanya, AMD dinetralkan melalui penambahan berbagai bahan kimia alkalin,” kata Rezaee, yang juga memegang gelar Profesor Pengembangan Karir Centennial di bidang Teknik Pertambangan. “Ketika pH DAL meningkat selama proses pengolahan, logam mengendap sebagai hidroksida logam atau kompleks lainnya.”

Pada sistem yang baru, pH masih dinaikkan menjadi pH 7, namun secara bertahap.

“Daripada menambahkan natrium hidroksida, kalsium hidroksida, atau kapur sekaligus untuk menaikkan pH, kami menaikkannya secara bertahap,” kata Pisupati. “Keuntungan dari metode ini adalah memungkinkan mineral tertentu mengendap pada tingkat pH yang berbeda. Jika kita menambahkan basa kita sekaligus dan membawa pH ke 7, semua hal ini akan mengendap pada waktu yang sama. Maka kita perlu untuk kembali dan memisahkan mereka.”

Para peneliti menaikkan pH ke tingkat yang dibutuhkan besi untuk mengendap dan kemudian ke pH yang dibutuhkan aluminium untuk mengendap. Setelah besi dan aluminium dihilangkan, REE dipulihkan melalui pengendapan karbonat, menurut para peneliti.

“Tantangan kami adalah tidak bisa menghilangkan 100% besi dan aluminium, ada sedikit residu dalam konsentrasi REE,” kata Pisupati. “Bahkan jika Anda hanya memiliki 1% kandungan aluminium dalam campuran yang didominasinya, dan kualitas tanah jarang Anda tidak akan semurni itu. Ini telah dibahas dalam proses pemurnian baru.”

Dalam proses pemurnian, endapan yang telah dihilangkan dimasukkan kembali melalui siklus untuk menghilangkan besi, aluminium, dan residu lainnya.

“Dalam proses pemurnian, kita melalui siklus lagi, kembali ke pH 3 atau 3,5 dan mulai dari awal lagi,” kata Pisupati. “Kami membuang residu lain secara perlahan, mungkin dua atau tiga kali melalui siklus, untuk meningkatkan kemurnian REE. Dalam penelitian kami sebelumnya, kami berada di kadar sekitar 17% hingga 18%, jadi ini merupakan pencapaian yang signifikan.”

Pemulihan lebih dari 99% untuk elemen target dicapai dengan desain beban daur ulang. Dalam proses pengendapan tiga tahap awal, endapan kobalt dan mangan masing-masing memiliki konsentrasi 0,85% dan 23%. Sebagai hasil dari proses pemurnian, konsentrasinya masing-masing meningkat menjadi 1,3% dan 43%.

Penelitian ini dipublikasikan di Rekayasa Mineral.

Informasi lebih lanjut:
Behzad Vaziri Hassas et al, Pemulihan selektif tanah jarang bermutu tinggi, Al, dan Co-Mn dari bahan lumpur pengolahan drainase tambang asam, Rekayasa Mineral (2022). DOI: 10.1016/j.mineng.2022.107813

Disediakan oleh Universitas Negeri Pennsylvania

Kutipan: Proses baru dikembangkan untuk mengekstrak oksida unsur tanah jarang dengan kemurnian tinggi (2022, 22 November) diambil 23 November 2022 dari https://techxplore.com/news/2022-11-high-purity-rare-earth-element.html

Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari kesepakatan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.





Source link

Share :

Baca Juga

Turki sedang membuka jalan untuk mengintegrasikan fasilitas penyimpanan ke dalam jaringan energi

ENERGY

Turki sedang membuka jalan untuk mengintegrasikan fasilitas penyimpanan ke dalam jaringan energi
'Inggris akan segera mencapai 40°C karena perubahan iklim', Energy News, ET EnergyWorld

ENERGY

‘Inggris akan segera mencapai 40°C karena perubahan iklim’, Energy News, ET EnergyWorld
Ola Electric N Balachandar telah menunjuk Chief Human Resources Officer di Energy News, ET EnergyWorld

ENERGY

Ola Electric N Balachandar telah menunjuk Chief Human Resources Officer di Energy News, ET EnergyWorld
Emisi siklus hidup gas rumah kaca dari jalur bio-metana dan hidrogen di Uni Eropa

ENERGY

Emisi siklus hidup gas rumah kaca dari jalur bio-metana dan hidrogen di Uni Eropa
Hampir sepertiga SPBU BP di Inggris kosong

ENERGY

Hingga 90% pompa bahan bakar di kota-kota besar Inggris mengering di tengah pembelian yang panik
Polisi memanggil pejabat Perusahaan Tongkang dan tiga perusahaan lainnya, Energy News dan ET EnergyWorld

ENERGY

Polisi memanggil pejabat Perusahaan Tongkang dan tiga perusahaan lainnya, Energy News dan ET EnergyWorld
Menyerap sinar matahari dengan kecerdasan buatan

ENERGY

Menyerap sinar matahari dengan kecerdasan buatan
Jerman mengadopsi program perlindungan iklim senilai $9,6 miliar, Energy News, ET EnergyWorld

ENERGY

Jerman mengadopsi program perlindungan iklim senilai $9,6 miliar, Energy News, ET EnergyWorld