روسيا.. اختراع مواد امتصاص جديدة لاستخلاص المعادن الأرضية النادرة من النفايات الصناعية

ابتكر كيميائيو مؤسسات أكاديمية العلوم الروسية مواد امتصاص جديدة للاستخلاص الانتقائي للمعادن الأرضية النادرة من نفايات الإنتاج الصناعي.

وتستخدم في هذه العملية مادة تُسمى “مستخلِص تودغا” (أوكتيل ثنائي جليكول أميد)، حسبما أفادت الخدمة الصحفية لوزارة العلوم والتعليم العالي الروسية.
وأشارت الخدمة الصحفية إلى أن “باحثين من مركز الاستخدام الرشيد للمواد الخام المعدنية النادرة التابع معهد ” فرومكين ” للكيمياء الفيزيائية والكهروكيميائية بالتعاون مع زملائهم من المركز الفيدرالي للبحوث في الكيمياء الفيزيائية والطب التابع لأكاديمية العلوم الروسية، قاموا بتصنيع سلسلة من المواد المازة من نوع (SIR 1-4)، والتي تتميز بتوفرها الاصطناعي وسهولة تجديدها. وقد أظهرت المواد المازة المطورة، القائمة على المستخلِص المعروف كرباعي أوكتيل ثنائي جليكول أميد (تودغا) والمصفوفة المسامية، وهي بوليمير مشترك من الستايرين والدايفينيل من نوع LPS-500  أظهرت كفاءة عالية في الاستخلاص الانتقائي للعناصر الأرضية النادرة من المواد الخام المُعاد تدويرها”.

وأكدت الخدمة الصحفية أن الطلب العالمي على المعادن الأرضية النادرة أو  يشهد ارتفاعًا في الوقت الحالي. ويعود ذلك إلى الاستخدام الحتمي لهذه المواد في العديد من القطاعات، مثل استخدامها كحفازات في الصناعة الكيميائية.
وقد أدى الطلب المتزايد بالفعل إلى استنزاف مصادر المواد الخام التقليدية، وبالتالي إلى ارتفاع الأسعار. وهذا بدوره حفّز البحث عن طرق جديدة للحصول على العناصر الأرضية النادرة من مصادر أخرى، سواء كانت طبيعية مثل مياه الصرف الصادرة عن المنشآت التعدينية، ومحاليل تصريف المناجم، أو من أصل تكنولوجي ، بدءًا من المحاليل التكنولوجية لإنتاج الأسمدة الفوسفاتية ووصولاً إلى المغناطيسات الدائمة والتي لم تُعتبر سابقا مصادر واعدة.

ومن بين المصادر الثانوية للعناصر الأرضية النادرة، تكتسب المغناطيسات الدائمة المستهلكة أهمية خاصة. وتُعتبر معالجتها جانبًا مهمًا من الاستراتيجية البيئية لإعادة تدوير الأجهزة الإلكترونية التالفة، مثل الأقراص الصلبة، والأنظمة الصوتية، ومحركات الاهتزاز في الهواتف المحمولة، التي يتزايد عددها عامًا بعد عام. وفي هذا السياق، تُعد سبيكة النيوديميوم-الحديد-البورون (NdFeB) من أفضل أنواع المواد الخام التي  توجد في المغناطيسات الدائمة.
وتبدأ عملية استخلاص العناصر الأرضية النادرة من المغناطيسات المحتوية على NdFeB بمرحلة إذابة خردة المغناطيس في الأحماض غير العضوية، بما في ذلك حمض النيتريك وحمض الكبريتيك.
أما إحدى المواد المازة الجديدة التي قام بتصنيعها علماء معهد الكيمياء الفيزيائية والكهروكيميائية والتي تحمل الاسم SIR 3، فتفتح آفاقا جديدة لعملية الاستخلاص هذه بفضل خصائصها الفريدة، إذ تتفوق على النظير الأجنبي من نوع Trischem DGA من حيث السعة الامتزازية، وتسمح باستخلاص فعال للعناصر الأرضية النادرة من المخاليط المعقدة.
وباستخدام المادة المازة SIR 3، طوّر العلماء طريقة للفصل بين أيونات الحديد ومجموع العناصر الأرضية النادرة ومحاليل نموذجية ناتجة عن معالجة مغناطيسات NdFeB، ليتم استخلاص المعادن الأرضية النادرة مثل النيوديميوم والبراسيوديميوم والديسبروسيوم