Investigadores de la Universidad de Rutgers-New Brunswick han encontrado una posible nueva fuente de elementos de tierras raras que puede igualar la actual producción mundial y donde su extracción es respetuosa con el medioambiente.

Las elementos de tierras raras como el neodimio y el disprosio son esenciales para el desarrollo de tecnologías de energías limpias y de almacenamiento, así como uno de los elementos fundamentales de la electrónica moderna. Igualmente, los productos de iluminación basados en LED funcionan utilizando el fósforo para conseguir una luz blanca y estos emplean pequeñas cantidades de elementos de “Tierras Raras”, generalmente europio o cerio, dentro de un “huésped” cerámico u óxido. La escasez de producción de elementos de tierras raras en Europa y EE.UU hace que el encontrar fuentes alternativas de tierras raras sea una prioridad, más teniendo en cuenta que China produce aproximadamente el 90% de todos estos elementos.

Una solución con gran potencial es recuperar estos elementos del Fosfoyeso (Phosphogysum, en inglés), residuo blanco de yeso procedente de la producción industrial del ácido fosfórico. Cada año, aproximadamente 250 millones de toneladas de rocas fosfática se extraen para producir ácido fosfórico para fertilizantes. Los elementos de tierras rara generalmente representan menos del 0,1% en la roca de fosfato. Pero en todo el mundo, aproximadamente 100.000 toneladas de elementos de tierras raras terminan en residuos de fosfoyeso. Estas cifras se acercan mucho a las aproximadamente 126.000 toneladas de óxidos de tierras raras que se producen en todo el mundo cada año.

Los métodos convencionales para extraer elementos de tierras raras de los minerales generan millones de toneladas de contaminantes tóxicos y ácidos. Los autores del estudio proponen un nuevo método de extracción medioambientalmente responsable basado en ácido orgánicos producidos por bacterias.

El equipo de investigación exploró el uso de ácidos minerales y orgánicos, incluida una mezcla de bio-ácidos, para extraer elementos de tierras raras (itrio, cerio, neodimio, samario, europio e iterbio) del fosfoyeso sintético. Los científicos en el Laboratorio Nacional de Idaho produjeron la mezcla de bio-ácidos, que consiste principalmente en ácido glucónico, que se encuentra naturalmente en las frutas y la miel, al hacer crecer la bacteria Gluconobacter oxydans en glucosa. Los resultados sugieren que el bio-ácido hizo un mejor trabajo de extracción de los elementos de tierras raras que el ácido glucónico puro al mismo pH (2,1), o grado de acidez. Los ácidos minerales (sulfúrico y fosfórico) no pudieron extraer ningún elemento en ese escenario. Cuando los cuatro ácidos se probaron a la misma concentración, solo el ácido sulfúrico fue más efectivo que el bio-ácido. Los resultados fueron publicados recientemente el Journal of Chemical Thermodynamics.

Un siguiente paso es el probar el bio-ácido en fosfoyeso industrial y otros desechos generados durante la producción de ácido fosfórico que también contengan elementos de tierras raras. Para su estudio inicial, los investigadores hicieron los ensyaos con el fosfoyeso hecho en el laboratorio, para que pudieran controlar fácilmente su composición. Las muestras industriales son más complejas y por tanto necesitan de una mayor investigación.

Créditos imagen de portada: USDA ARS