מיצוי חומרים חשובים ונדירים מפסולת תעשייתית

ייתכן, כי התחרות הקשה על חומרי-גלם המשמשים בטכנולוגיות ירוקות הינה נחלת העבר, תודות לתגלית שאחראים לה מדענים מאוניברסיטת לידס

ייתכן, כי התחרות הקשה על חומרי-גלם המשמשים בטכנולוגיות ירוקות הינה נחלת העבר, תודות לתגלית שאחראים לה מדענים מאוניברסיטת לידס.

חוקרים מהפקולטה להנדסה באוניברסיטת לידס (אנגליה) גילו כיצד למצות כמויות משמעותיות של תחמוצות עופרות נדירות המצויות במחצבים של טיטאניום דו-חמצני (titanium dioxide, TiO2). תחמוצות העופרות הנדירות, שהינן חיוניות בייצור של טורבינות רוח, תאורה חסכנית באנרגיה ורכבים חשמליים והיברידיים, ממוצות או מוחזרות באופן פשוט וזול מחומרי-פסולת המתקבלים בתהליך תעשייתי אחר.

אם ניתן יהיה לבצע את התהליך החדש הזה בקנה-מידה תעשייתי, אזי הוא יוכל, בסופו של דבר, להסיט את מאזן הכוחות באספקה העולמית תוך כדי שבירת המונופולין של סין לגביי חומרים נדירים ויקרים אלו. כיום, סין מחזיקה בתשעים וחמישה אחוזים מהמאגרים העולמיים של מתכות עופרות נדירות עם שוק כלל-עולמי של מיליארדי דולרים, שוק בעל ביקוש ההולך וגדל בהתמדה.

“השימוש בחומרים אלו נפוץ במנועים של רכבים וברכיבי אלקטרוניקה, ובתעשיות הביטחוניות והגרעיניות. למעשה, השימוש בהם חוצה כל-כך הרבה טכנולוגיות מתקדמות בחזית המובילה כיום, עד כי הביקוש המתגבר עבורם אמור לעלות על ההיצע הקיים היום,” אומר פרופסור Animesh Jha, שהוביל את המחקר.

“קיים חשש אמיתי שפיתוח טכנולוגיות בעלות השלכות סביבתיות משמעותיות יתעכב בשל העדר חומרי-הגלם הדרושים – אך אנו מלאי-תקווה שהתהליך החדש שלנו, שהוא לכשעצמו הרבה יותר “ירוק” מתהליכים קיימים אחרים, יפחית את הסבירות לכך.”

חרף השם שלהן, חמש-עשרה מתכות העפרות הנדירות נפוצות בקרום כדור-הארץ הרבה יותר ממתכות יקרות כגון זהב ופלטינה, אולם נדיר למצוא את התחמוצות שלהן בריכוזים המספיקים לכרייה וטיהור מסחריים. לעומת זאת, הן מופיעות לעיתים קרובות ליד התחמוצת טיטאניום דו-חמצני – מחצב רב-תכליתי המשמש בתחומים של קוסמטיקה, תרופות, רכיבי-אלקטרוניקה ובתעשיית החלל.

פריצת הדרך של המדענים מלידס התרחשה כאשר צוות המחקר ערך כוונון עדין של תהליך תעשייתי מוכר שהוא פיתח בעבר למיצוי כמויות גדולות יותר של תחמוצת הטיטאניום ברמת ניקיון של למעלה מתשעים ותשעה אחוזים. לא רק שהתהליך מרחיק פסולת מזיקה, מפחית בעלויות ובכמויות הפליטה של פחמן דו-חמצני, הצוות גם גילה שהם מסוגלים למצות באמצעותו כמויות משמעותיות של תחמוצות מתכות עפרות נדירות כתוצרי-לוואי.

“שיעור המיצוי שלנו משתרע בטווח שבין שישים לשמונים אחוזים, למרות שבאמצעות הנדסת תהליכים יעילה יותר נוכל להגיע לשיעורים גבוהים עוד יותר, “מציין החוקר הראשי. “אולם, כבר עכשיו המיצוי של תחמוצות ניאודימיום (neodymium, Nd), צריום (cerium, Ce) ולנתן (Lanthanum, La) מתוצרי הפסולת מהווה תועלת סביבתית כפולה ומרשימה ביותר.”

הידיעה מהאוניברסיטה