Neodymium, europium, terbium và các kim loại đất hiếm khác mà trước đây hầu như không được nghe đến, giờ đây đã trở nên phổ biến trong màn hình cảm ứng điện thoại, động cơ xe điện, turbine gió và các công nghệ hiện đại khác do tính chất từ và điện tử hữu ích của chúng. Việc khai thác chúng rất tốn kém và không hiệu quả, vì phải đào nhiều diện tích đất để khai thác một lượng nhỏ.
Giáo sư James Tour, Đại học Rice ở Houston, Texas, Mỹ và các đồng nghiệp đã tìm ra cách tái chế các kim loại này từ tro bay, một loại bột mịn màu đen còn sót lại khi đốt than trong các nhà máy điện.
Họ đã phát triển kỹ thuật đốt nóng bằng đèn flash bằng cách đổ tro bay vào một ống thạch anh và cho dòng điện lớn chạy qua trong 1 giây để làm nóng nó đến 3.000 °C.
Sự gia nhiệt nhanh chóng này làm vỡ các quả cầu thủy tinh cực nhỏ trong tro có chứa kim loại đất hiếm. Nó cũng chuyển các kim loại từ dạng phosphate sang dạng oxit dễ tách ra hơn bằng cách sử dụng axit nhẹ.
Mỗi tấn tro bay chỉ chứa khoảng nửa kg nguyên tố đất hiếm, nhưng vì chúng ta có cả "núi" tro bay theo nghĩa đen sau nhiều thập kỷ đốt than nên tổng lượng nguyên tố đất hiếm mà chúng ta có thể chiết xuất là rất lớn, Giáo sư Tour nói.
Các nhà nghiên cứu cũng đã chỉ ra rằng, quy trình tương tự có thể được sử dụng để thu hồi kim loại đất hiếm từ “bùn đỏ” - chất thải được tạo ra trong quá trình sản xuất nhôm - cũng như từ các thiết bị điện tử tiêu dùng bị loại bỏ sau khi chúng được nghiền thành bột.
Ông Tour cho biết, quá trình đốt nóng bằng đèn flash cũng giải phóng các kim loại nặng độc hại từ những vật liệu này, nhưng chúng có thể dễ dàng bị giữ lại khi thoát ra ngoài. Phần còn lại của tro bay có thể trộn với bê tông để tái chế trong ngành xây dựng.
Công nghệ này hiện đã được cấp phép cho công ty Universal Matter. Công ty này sẽ tìm cách mở rộng quy mô và chiết xuất số lượng thương mại của các nguyên tố đất hiếm.
