Statele Unite, dependente de mult timp de importurile de elemente de pământuri rare esențiale pentru fabricarea tehnologiilor moderne, tocmai au făcut o descoperire surprinzătoare. Cercetătorii de la Universitatea din Texas au dezvăluit că cenușa de cărbune, un produs secundar industrial adesea trecut cu vederea, conține o cantitate uluitoare de elemente de pământuri rare, în valoare estimată la 8,4 miliarde de dolari. Această descoperire ar putea transforma aprovizionarea cu minerale esențiale și ar putea reduce semnificativ dependența Americii de importurile străine. Ea a fost prezentată într-un articol publicat în International Journal of Coal Science & Technology.
Cenușa de cărbune provine din procesul de ardere a cărbunelui, folosit în primul rând pentru a produce energie. Când cărbunele este ars în centrale electrice sau în alte instalații industriale, acesta este transformat în căldură și energie, dar o parte din cărbune nu este ars complet. Acest material rezidual constă din cenușă, un produs secundar solid care poate fi recuperat. Există două tipuri principale de cenușă de cărbune:
Cenușă zburătoare (sau cenușă fină), produsă de particule mici de cărbune care sunt suspendate în gazele de ardere și depuse în filtre sau sisteme de captare a emisiilor. Ele sunt de obicei transportate de gaze fierbinți și sunt captate în dispozitive numite precipitatoare electrostatice sau filtre cu saci.
Cenușă de jos: este cenușă care se depune direct în partea inferioară a cazanelor sau a camerelor de ardere. Ele sunt în general mai mari și mai grele decât cenușa zburătoare și pot fi îndepărtate mai ușor.
În ambele cazuri, cenușa este adesea depozitate în iazuri sau rezervoare, dar uneori sunt și lăsate la fața locului în gropile de gunoi industriale.
Multă vreme, aceste cenușă de cărbune a fost ignorată pentru potențialul lor ca minerale valoroase. Cu toate acestea, cercetările recente au evidențiat conținutul lor de pământuri rare. Aceste elemente sunt vitale pentru o multitudine de aplicații industriale, inclusiv fabricarea bateriilor, panourilor solare și magneților utilizați în tehnologiile avansate. Studiul, care este prima evaluare națională a utilizării cenușii de cărbune ca resursă, dezvăluie că depozitele de cenușă din Statele Unite conțin până la 11 milioane de tone de elemente de pământuri rare. Aceasta reprezintă de aproape opt ori rezervele naționale deja cunoscute ale acestor materiale. O astfel de cantitate ar putea fi suficientă pentru a reduce dependența Statelor Unite de importuri și pentru a sprijini economia verde a țării.
Unul dintre marile avantaje ale exploatării cenușii de cărbune constă și în procesul de ardere. Spre deosebire de minerit tradițional, care necesită pași lungi și costisitori pentru a separa mineralele de minereu, arderea a realizat deja această separare. Acest lucru permite ca elementele pământurilor rare să fie extrase mai eficient și cu mai puțină energie. Nu toată cenușa de cărbune este creată egală. Studiul evidențiază diferențe semnificative între regiunile Statelor Unite. De exemplu, cenușa din Bazinul Appalachian conține cea mai mare concentrație de elemente de pământ rare, cu o medie de 431 de miligrame pe kilogram. Cu toate acestea, doar 30% dintre aceste articole sunt ușor de recuperat. În schimb, cenușa din bazinul râului Powder, deși mai mică în concentrație, este mult mai ușor de extras cu o rată de recuperare de până la 70%. Aceste diferențe sunt cruciale, deoarece vor determina care site-uri vor fi cele mai profitabile de operat.
Aceste analize regionale oferă o bază pentru cercetări viitoare și permit țintirea celor mai promițătoare zăcăminte din punct de vedere al extracției economice. Între timp, companii precum Element USA lucrează deja pentru a dezvolta tehnologiile necesare pentru extragerea pământurilor rare din cenușa de cărbune. Transformarea acestei idei într-o soluție profitabilă va fi o provocare majoră.
