Российские учёные создали сорбенты для селективного извлечения редкоземельных металлов из промышленных отходов
Химики Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН совместно с коллегами из других научных центров синтезировали новые сорбенты импрегнированного типа на основе экстрагента ТОДГА (тетра-н-октилдигликольамид), пригодные для выборочного извлечения редкоземельных металлов из техногенных и природных источников. Разработка велась в рамках научного центра мирового уровня «Центр рационального использования редкометалльного сырья» при поддержке Минобрнауки России.
Созданные сорбенты (SIR 1–4) представляют собой пористые матрицы на основе сополимера стирола и дивинилбензола, пропитанные экстрагентом ТОДГА в концентрации 20–45%. Такая структура обеспечивает эффективное извлечение редкоземельных элементов из сложных многокомпонентных растворов. Особо выделяется сорбент SIR 3, который по сорбционной способности превосходит зарубежный аналог марки Trischem DGA. Как поясняют исследователи, это преимущество обусловлено различиями в гидрофильности полимерных матриц.
Спрос на редкоземельные металлы неуклонно растёт — они незаменимы в производстве катализаторов, постоянных магнитов, электроники и оборонной промышленности. Истощение традиционных рудных месторождений и рост цен стимулируют поиск альтернативных источников: сточных вод горных предприятий, дренажных растворов шахт, технологических растворов производств и отработавших постоянных магнитов (в частности, сплава NdFeB). Последний представляет особый интерес — он содержится в жёстких дисках, акустических системах, вибромоторах мобильных телефонов, объёмы которых растут ежегодно.
Разработанный метод экстракционно-хроматографического разделения с использованием SIR 3 позволяет из модельных растворов после растворения магнитного лома в азотной или серной кислоте выделять неодим, празеодим и диспрозий — критически важные элементы для производства магнитов. Ключевое преимущество технологии — использование нейтрального раствора нитрата аммония, что предотвращает соосаждение металлов и обеспечивает высокую скорость массопереноса.
Для рынка лома и переработки это означает, что переработка отработавших электронных устройств и промышленных отходов может стать более эффективным источником редкоземельных металлов, снижая зависимость от импорта и сокращая затраты на утилизацию. Учитывая, что Китай контролирует до 90% мировой переработки редкоземельных элементов, появление отечественных высокоэффективных сорбентов укрепляет технологический суверенитет страны и создаёт предпосылки для развития собственной цепочки рециклинга критически важного сырья.
Фото: Shutterstock.com
