Recuperar tierras raras de viejos tubos fluorescentes
Por Wolfgang Kempkens
Son residuos especiales, tubos fluorescentes desechados. Contienen reciclables raros, incluidas las codiciadas tierras raras. Ahora los investigadores de TU Freiberg han desarrollado un proceso que recupera estas materias primas y es rentable.
Las tierras raras honran su nombre, al menos en lo que respecta a "raro". Su valor es alto y fácilmente influenciable. China, el 90 por ciento de Promueve tierras raras, ya ha amenazado con recortar las exportaciones. Puede encontrar los metales raros en pantallas, tubos fluorescentes, teléfonos móviles, imanes permanentes, baterías e incluso en esmaltes.
Los dispositivos en desuso son de hecho reciclados. Pero las pequeñas cantidades de tierras raras no se pudieron recuperar hasta ahora. A menudo, solo se instalan pequeñas cantidades, la recuperación es demasiado costosa y, por lo tanto, demasiado costosa.
Los químicos de la Technische Universität Bergakademie Freiberg han desarrollado un proceso que puede recuperar incluso las cantidades más pequeñas de tierras raras y otras materias primas como el mercurio. La importancia del método radica en el hecho de que "podemos trabajar con todos los fósforos de la manera más simple, independientemente de su contenido de tierras raras", dijo el profesor Martin Bertau, director del Instituto de Química Técnica, quien dirigió el trabajo de investigación. "Aislamos los metales en una forma pura entre sí, sin innumerables niveles de separación, como es el caso en el clásico procesamiento de tierras raras".
De unas pocas toneladas de desechos, unos kilogramos de materiales valiosos
Pero no funciona sin ninguna etapa de separación. Los revestimientos internos de los tubos fluorescentes, que generan luz durante el funcionamiento, se lavan con ácido clorhídrico. El resultado es una especie de papilla, llamada lechada, que además de las codiciadas tierras raras de itrio, gadolinio y europio contiene impurezas como el calcio y el bario.
Para separar este último, la suspensión se mezcla con ácido sulfúrico. Este calcio es yeso, bario a barita. Ahora solo las tierras raras se disuelven en el ácido clorhídrico. Se separan por diálisis de difusión del ácido. Esta parte de la planta consiste en una membrana que solo deja pasar tierras raras. Para otras moléculas, actúa como una barrera. Finalmente, los metales que están presentes como óxidos se separan entre sí.
Qué tiene de especial el desarrollo en Freiberg: los investigadores han dado el paso del laboratorio a una instalación más grande. La TU ha desarrollado un sistema más grande junto con FNE Entsorgungsdienste Freiberg y NARVA Lichtquellen GmbH & Co. KG. La planta está diseñada para procesar varias toneladas de residuos de producción por año. Se extraen tierras raras en el rango de kilogramos. “De hecho, es uno de los pocos procesos que ha dado el salto del laboratorio a la producción industrial y al mismo tiempo es económico”, explica el Prof. Bertau.
Inicialmente, los desechos de producción del fabricante de la fuente de luz Narva en la ciudad sajona central de Brand-Erbisdorf, que cubre toda la gama, se reciclan, desde el tubo fluorescente clásico hasta la lámpara de diodo emisor de luz. El valioso comité es llevado a FNE Entsorgungsdienste Freiberg y procesado allí en las nuevas instalaciones. Las tierras raras, así como los metales como el mercurio, se recuperan en su forma pura. Narva los vuelve a poner en producción después de ser limpiado por otro proveedor de servicios.
Balance positivo a pesar del descenso de precios
A pesar de la disminución actual de los precios de las tierras raras, el proceso es rentable. "Tenemos un balance positivo", dice Martin Seifert, candidato a doctorado en Bertau y jefe del Departamento de Trabajo de la FNE. El óxido de europio, por ejemplo, cuesta alrededor de 600 Euro por kilogramo. 2012 todavía era bueno 3000 Euro.
