Le terre rare sono ricercate perché sono necessarie per la fabbricazione di molti prodotti ad alta tecnologia. Tuttavia, la loro estrazione dai minerali è complessa e spesso inquina l'ambiente. Sotto il coordinamento dell'Istituto Helmholtz di Freiberg per la tecnologia delle risorse, esperti della ricerca e dell'industria stanno attualmente testando se i cosiddetti calixareni possano essere usati come agenti di estrazione alternativi nei processi di separazione industriale. Le macromolecole organiche, note anche come molecole di contenitore per la loro speciale struttura chimica, hanno lo scopo di semplificare l'arricchimento dei metalli e ridurre significativamente l'uso di sostanze chimiche di processo.
Gli elementi particolarmente rari come il neodimio o l'ittrio non lo sono. Solo finemente distribuito. Tuttavia, i depositi sono rari in cui l'estrazione di terre così rare vale economicamente. Le loro proprietà chimiche e fisiche sono così simili che possono essere separate solo con un grande sforzo tecnico. Inoltre, i depositi di terre rare contengono spesso elementi radioattivi come l'uranio o il torio, che devono essere rimossi in modo efficiente prima di un'ulteriore elaborazione.
Per semplificare i comuni processi di separazione delle terre rare, gli esperti della ricerca e del settore hanno recentemente iniziato a lavorare su una serie di estrattori alternativi a base di calixareni. "Il vantaggio di tali molecole contenitore, che prendono il nome dalla loro struttura a forma di coppa, è che possono essere adattate precisamente a una sostanza chimica", spiega il coordinatore del progetto Prof. Christiane Scharf dell'Istituto Helmholtz Freiberg per la tecnologia delle risorse presso il Centro Helmholtz di Dresda Rossendorf (HZDR). "Vogliamo ora scoprire se anche le molecole si dimostrano efficaci". L'obiettivo della ricerca è sviluppare agenti di estrazione commerciabili per l'industria estrattiva. Oltre a HZDR, i partner del progetto sono la TU Bergakademie Freiberg, l'Università di Lipsia, BASF SE e la società di costruzioni CMI UVK GmbH.
Il team del progetto sta testando le molecole del contenitore nell'estrazione liquido-liquido, uno dei metodi più comuni attualmente utilizzati per separare e arricchire le terre rare da soluzioni acquose miste. Le sostanze sono così legate fino ad ora con l'aggiunta di un estrattore organico, anche liquido. A causa della bassa selettività degli agenti di rilascio convenzionali, i singoli elementi si accumulano in molte fasi della separazione. Con l'aiuto dei calixareni, il numero di stadi di separazione necessari per l'estrazione potrebbe essere ridotto di dieci volte per ciascun elemento. In questo modo, non solo si ridurrebbe significativamente l'uso di sostanze chimiche di processo e di energia, ma anche la quantità di rifiuti chimici.
Il progetto "SE-FLECX" è stato finanziato dal Ministero dell'Istruzione e della Ricerca tedesco (BMBF) da maggio 2015 per un periodo di tre anni e oltre un milione di euro. "SE-FLECX" fa parte della priorità di finanziamento "r4 - Tecnologie innovative per l'efficienza delle risorse - Ricerca per la fornitura di materie prime strategiche" nel programma quadro BMBF "Ricerca per lo sviluppo sostenibile (FONA)".
Per maggiori informazioni:
Prof. Christiane Scharf | Responsabile della metallurgia e del riciclaggio
Helmholtz Institute Freiberg for Resource Technology presso HZDR
Tel.: 0351 - 260 | [email protected]
Media Contact:
Tina Schulz | Stampa e pubbliche relazioni
Helmholtz Institute Freiberg for Resource Technology presso HZDR
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Il Centro Helmholtz di Dresda-Rossendorf (HZDR) conduce ricerche nei settori dell'energia, della salute e della materia.
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L'HZDR è stato membro dell'associazione Helmholtz, la più grande organizzazione scientifica in Germania dai tempi di 2011. Ha quattro sedi a Dresda, Lipsia, Freiberg e Grenoble e impiega alcuni dipendenti 1.100, tra cui scienziati 500 tra cui studenti di dottorato 150.
L'Istituto Helmholtz di Freiberg per la tecnologia delle risorse (HIF) mira a sviluppare tecnologie innovative per l'economia al fine di fornire e utilizzare materie prime contenenti minerali e metalli in modo più efficiente e di riciclarle in modo ecologico. 2011 è stata fondata, appartiene alla Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf e collabora strettamente con la TU Bergakademie Freiberg.
Fonte e ulteriori informazioni:
https://www.hzdr.de/presse/calixarene
