과학자들은 석탄 비산재에서 희토류(REE)를 회수하는 환경 친화적인 방법을 개발했습니다.
조지아 공과대학의 연구원들은 이온성 액체를 사용하여 석탄 비산재에서 희토류 원소를 회수하는 간단한 방법을 개발했으며, 이 방법은 유해 물질을 사용하지 않는 방식입니다. 환경 과학 및 기술(Environmental Science & Technology) 저널에 게재된 논문에서 과학자들은 이온성 액체가 환경 친화적이며 재사용이 가능하다고 설명합니다. 특히 베타늄 비스(트리플루오로메틸설포닐)이미드([Hbet][Tf2N])는 다른 금속 산화물보다 희토류 산화물을 선택적으로 용해합니다. 과학자들에 따르면, 이온성 액체는 가열하면 물에 용해되고 냉각하면 두 상으로 분리되는 독특한 특성을 가지고 있습니다. 이를 바탕으로, 연구팀은 이 액체가 석탄 비산재에서 원하는 성분을 효율적이고 우선적으로 추출할 수 있는지, 그리고 효과적으로 세척하여 안전하고 폐기물 발생이 적은 공정을 개발할 수 있는지 시험했습니다. 이를 위해 연구팀은 석탄 비산재를 알칼리 용액으로 전처리하고 건조했습니다. 그런 다음, [Hbet][Tf2N]을 첨가한 물에 현탁시킨 석탄 비산재를 가열하여 단일상을 형성했습니다. 냉각 후 용액이 분리되었습니다. 이온성 액체는 신선한 재료에서 희토류 원소의 77% 이상을 추출했으며, 저장 연못에 수년간 보관되었던 풍화된 석탄 비산재에서는 훨씬 더 높은 비율(97%)을 회수했습니다. 이 과정의 마지막 단계는 묽은 산을 사용하여 이온성 액체에서 희토류 원소를 제거하는 것이었습니다. 연구진은 또한 침출 단계에서 베타인을 첨가하면 추출되는 희토류 원소의 양이 증가한다는 사실을 발견했습니다. 회수된 원소에는 스칸듐, 이트륨, 란타넘, 세륨, 네오디뮴, 디스프로슘 등이 있습니다. 마지막으로 연구팀은 이온성 액체의 재사용성을 테스트하기 위해 찬물로 헹궈 과도한 산을 제거했고, 3번의 침출-세척 주기를 거치는 동안 추출 효율에 변화가 없음을 발견했습니다. 과학자들은 언론 성명을 통해 "이러한 저폐기물 접근법은 불순물이 제한되어 희토류 원소가 풍부한 용액을 생산하며, 저장 연못에 보관된 풍부한 석탄 비산재에서 귀중한 재료를 재활용하는 데 사용될 수 있다"고 밝혔습니다. 이번 연구 결과는 화석 연료에 대한 수요 감소에 따라 지역 산업을 혁신하고자 하는 와이오밍과 같은 석탄 생산 지역에도 중요할 수 있습니다.
게시 시간: 2022년 7월 4일 