L’estrazione dei metalli delle terre rare, fondamentali per smartphone, veicoli elettrici e turbine eoliche, rappresenta una sfida ambientale significativa. Le tecnologie attuali, basate su processi chimici invasivi, generano enormi quantità di rifiuti tossici che inquinano terreni e falde acquifere. Tuttavia, una nuova tecnica basata sull’uso di campi elettrici potrebbe ridurre l’impatto ambientale, rendendo l’estrazione più sostenibile.
Un problema ambientale globale
Oggi, l’estrazione delle terre rare avviene prevalentemente attraverso l’utilizzo di sostanze chimiche tossiche. Questo processo provoca il rilascio di migliaia di tonnellate di rifiuti chimici, contaminando l’ambiente circostante. La crescente domanda di dispositivi tecnologici e veicoli elettrici, che dipendono da elementi come neodimio, disprosio e terbio, rende urgente trovare alternative ecologiche.
Come funziona l’estrazione con i campi elettrici
Un gruppo di ricercatori guidato da Jianxi Zhu dell’Istituto di Geochimica di Guangzhou in Cina ha sviluppato un metodo innovativo per estrarre metalli delle terre rare utilizzando elettrodi flessibili e un campo elettrico. Il processo è stato testato in un deposito di terre rare nel sud della Cina, con risultati promettenti.
Gli scienziati hanno perforato la roccia creando 176 fori, ciascuno di 22 metri di profondità, e hanno inserito elettrodi flessibili in ogni foro. Questi elettrodi, realizzati con materiali non metallici, sono stati utilizzati per generare un campo elettrico tra poli positivi e negativi. In parallelo, è stato iniettato solfato di ammonio, un sale inorganico, per dissolvere gli elementi delle terre rare presenti nel minerale. Il campo elettrico ha poi guidato gli ioni caricati verso gli elettrodi positivi, consentendo la loro concentrazione.
Questa tecnica permette una raccolta mirata e controllata dei metalli, riducendo drasticamente l’uso di sostanze chimiche tossiche. Secondo Zhu, il processo è simile a una folla guidata da segnali luminosi attraverso un labirinto, garantendo un’estrazione precisa con un impatto ambientale minimo.
Riduzione dell’impatto ambientale
L’applicazione dei campi elettrici ha mostrato risultati sorprendenti, riducendo le emissioni di ammoniaca legate al processo di estrazione del 95%. Questo rappresenta un passo avanti nella prevenzione della contaminazione di acqua e terreni. Inoltre, il metodo ha raggiunto un’efficienza del 95% nell’estrazione di metalli delle terre rare da 5000 tonnellate di minerale, rispetto al 40-60% dei metodi chimici tradizionali.
Sfide e opportunità per il futuro
Nonostante i risultati promettenti, il nuovo metodo presenta alcune sfide. L’uso dei campi elettrici comporta un aumento dei costi energetici, che potrebbe tradursi in maggiori emissioni di carbonio se l’energia utilizzata proviene da fonti non rinnovabili. Tuttavia, i ricercatori stanno già lavorando per ridurre il consumo energetico, alimentando solo un terzo degli elettrodi contemporaneamente. Inoltre, l’accesso a fonti di energia rinnovabile e i progressi nella tecnologia degli elettrodi potrebbero rendere questa tecnica ancora più sostenibile.
Un altro limite è il tempo necessario per completare il processo: fino a 60 giorni per ottenere un’efficienza del 95%. Questo aspetto potrebbe essere un ostacolo per l’implementazione su larga scala, specialmente in un settore in cui i tempi di produzione sono cruciali.
Un passo verso l’estrazione sostenibile
Secondo Amin Mirkouei dell’Università dell’Idaho, questa tecnologia rappresenta un’opzione sostenibile con un grande potenziale per il futuro. Tuttavia, sarà necessario affrontare le sfide pratiche legate ai costi energetici e al tempo di estrazione per garantirne l’adozione su larga scala.
Se implementata correttamente, l’estrazione tramite campi elettrici potrebbe rappresentare una svolta nell’industria delle terre rare, offrendo una soluzione innovativa per ridurre l’impatto ambientale delle operazioni minerarie. Grazie a questa tecnologia, si potrebbe ridurre drasticamente la dipendenza da processi chimici tossici, aprendo la strada a una nuova era di estrazione sostenibile.
