Modern teknik beror på en uppsättning av 17 element vid foten av det periodiska systemet. Känd som sällsynta jordartsmetaller (RE), många av dessa metaller är mycket magnetiska, och hitta användning i datorer, grön kraft och annan teknik. Dock, på grund av stigande priser, juridiska frågor och svårigheten att bryta, att skydda deras utbud är en stor vetenskaplig och politisk utmaning.

Flera RE, såsom yttrium (Y) och europium (Eu), används som fosfor i lysrör (FL). Dessa lampor ersätter alltmer traditionell glödbelysning, men har en begränsad livslängd. Uttjänta FL:er är således en potentiellt stor källa till energikällor-ett exempel på "teknosfärisk gruvdrift"-men hårda och förorenande processer behövs för att faktiskt extrahera dessa metaller från de förbrukade fosforerna. Nu, ett team som leds av Kanazawa University i Japan har utvecklat en renare metod.

Som rapporterat i Avfallshantering , i stället för att använda sura extraktionsmedel för att lösa upp de RE som fastnar i de förbrukade lamporna, Kanazawa -teamet vände sig till kelatorkemi. Kelatorer - organiska föreningar som innehåller element som N eller O - binder till metaller genom elektrondonation. Detta gör att de försiktigt kan läcka ut RE från den fasta massan av en förbrukad fosfor, utan behov av starka syror.

"En idealisk typ av kelatorförening är känd som amino-polykarboxylater, "förklarar studieförfattaren Ryuta Murase." Dessa används redan för att avlägsna giftiga metaller från fast avfall. Vi fann att de också var mycket effektiva för att extrahera RE från förbrukade fosfor - särskilt yttrium och lantan, som används i de mer kemiskt reaktiva röda fosforerna. Den bästa prestationen var av kelatorn EDTA, förmodligen för att det bildar de starkaste komplexen med metaller. "

För att stärka extraktionshastigheten, laget lade till en andra ingrediens i deras process:mekanokemisk energi. Planetkulfräsning-slipning av ett fast ämne till fina partiklar mellan lager av små, hårda bollar i en roterande kammare - visade sig höja utbytet av RE när de utfördes under kelatorbehandling. Det här är för att, en gång fräst, den större ytan av de pulveriserade fosforerna gav enklare åtkomst till de urlakbara metaller inuti.

"Vi arbetade hårt för att optimera processen i varje detalj, inklusive temperatur, pH, fräshastighet, bollstorlek, och andra faktorer, "säger motsvarande författare Hiroshi Hasegawa." Våra ansträngningar gav resultat, och de mest ekonomiskt viktiga energimetallerna lakades ut från förbrukade lampor med återvinning från 53 procent till 84 procent. Återanvändning kommer att vara avgörande för hållbar teknik, och vi hoppas kunna visa att det kan göras rent och effektivt. "