Tekniken – utvecklad och patenterad från Nien-Hwa Linda Wangs laboratorium, Purdues Maxine Spencer Nichols professor i kemiteknik – har framgångsrikt visat sig separera sällsynta jordartsmetaller utan de förödande miljöeffekterna av konventionella syrabaserade metoder med högt utbyte och hög renhet.

En del av denna teknik publicerades den 31 mars i publikationen Royal Society of Chemistry Grön kemi .

"Cirka 60% av sällsynta jordartsmetaller används i magneter som behövs i nästan allas dagliga liv. Dessa metaller används inom elektronik, flygplan, hybridbilar och till och med väderkvarnar, ", sa Wang. "Vi har för närvarande en dominerande utländsk källa för dessa metaller och om tillgången skulle begränsas av någon anledning, det skulle vara förödande för människors liv. Det är inte så att resursen inte är tillgänglig i USA, men att vi behöver en bättre, renare sätt att bearbeta dessa sällsynta jordartsmetaller."

Enligt Wang, efter att Kina minskade exportkvoterna för sällsynta jordartsmetaller 2010, kostnaderna för sällsynta jordartsmagneter för ett vindkraftverk ökade från $ 80, 000 till $500, 000. Efter att Kina lättade på exportrestriktionerna 18 månader senare, priserna återvände till lägre nivåer än 2010.

"Konventionella metoder för att producera sällsynta jordartsmetaller med hög renhet använder tvåfas vätske-vätskeextraktionsmetoder, som kräver tusentals mixer-settler-enheter i serie eller parallellt och genererar stora mängder giftigt avfall, " sa Wang. "Vi använder ett tvåzonsligandassisterat förskjutningskromatografisystem med en ny zonuppdelningsmetod som ger hög renhet (> 99 %) metaller med högt utbyte (> 99%)."

Wangs ligandassisterade metod har potentialen för effektiv och miljövänlig rening av de sällsynta jordartsmetallerna från alla återvinningskällor, såsom avfallsmagneter och malmbaserade källor och hjälper till att omvandla bearbetning av sällsynta jordartsmetaller till en cirkulär, hållbar process.

"Vi fortsätter att arbeta flitigt i labbet för att lära oss hur man anpassar det ligandstödda systemet till många variationer vi ser i källmaterial och är glada över att samarbeta med och bedöma lämpligheten hos potentiella partners källmaterial oavsett om det är återvunna magneter och batterier, kolaska eller inhemskt malm.

Joe Pekny, en Purdue-professor i kemiteknik sa att Wangs innovation gör det möjligt för USA att återinträda på marknaden för sällsynta jordartsmetaller på ett betydande och hållbart sätt.

"Det som är spännande är att USA har sällsynta jordartsmetaller för att möta de växande kraven på den amerikanska marknaden och andra marknader runt om i världen och minskar vårt beroende av utländska källor, " sa Pekny. "Lindas metod ersätter en mycket ineffektiv process och ersätter den med en jordvänlig, säker utvinningsprocess."