Évtizedek óta merítjük bolygónk véges erőforrásait a nyersanyagbányászattal, a túlfogyasztással és a szemétdombok emelésével. Ha a Föld összes lakosa ugyanúgy fogyasztana, mint az európaiak, akkor körülbelül 2,8 Föld bolygóra lenne szükségünk. Az amerikai életmódhoz öt Föld kellene. Globálisan a világ évente 50 millió tonna elektronikai hulladékot termel, és ez a mennyiség évente 3-4 százalékkal növekszik.
2016-ban Ázsia termelte a legtöbb elektronikai hulladékot – 18,2 millió tonnát, míg Amerika 11,3 millió, Afrika 2,2 millió, Óceánia 0,7 millió tonnát. Európa a világ második legnagyobb elektronikai hulladéktermelője, évente körülbelül 12,3 millió tonna elektronikus berendezést és akkumulátort dob ki. A hulladék 330 ezer tonna rezet és 31 tonna aranyat rejt. Mivel a régebbi berendezések több ilyen fémet tartalmaznak, ha mindezt visszanyernénk, az elég lenne az európaiak által évente vásárolt, 14,3 millió tonnányi új elektronikus berendezés és akkumulátor gyártásához.
Trump-trend
A ritkaföldfém-lelőhelyek egyre divatosabb témát jelentenek a mindennapi társalgásokban, mióta Trump emiatt is rátenné kezét Grönlandra. Azt is kijelentette, az Egyesült Államok 12 milliárd dollárt fog költeni a ritkaföldfémek „stratégiai tartalékának” létrehozására. Persze hogy tervezgetnek, mert jelenleg Kína uralja a ritkaföldfémipart, a bányászat nagyjából 70 százaléka, a feldolgozásnak pedig 90 százaléka az országon belül történik. Igen, de ha Trump vagy bárki más hozzáférne ezekhez a nem is olyan ritkán előforduló földfémekhez, akkor kell egy/több módszer is a kinyerésükhöz.
Egy új kutatás szerint ebben segíthetnek a gombák, amik szétterjedő mikroszkopikus hálózatokat, micéliumokat alkotnak, amelyek mindenfelé beépülnek a zugokba és repedésekbe. Keresnek, terjednek, táplálkoznak. A micélium milliónyi apró, gyökérszerű szálán keresztül szívja fel a tápanyagokat a gomba, de egyes gombák más dolgokat is képesek felszívni, például a ritkaföldfémeket. A Bécsi Egyetem laboratóriumi gombája egy Petri-csészében és néhány átlátszó műanyag zacskóban tenyészik – egy speciális agyagban, amelyet szándékosan ritkaföldfémekkel szórtak tele.
Az akkumulátorok, mágnesek, megújuló energiaforrások alapjai mindenhol megtalálhatók a földön szétszórva, csak igen alacsony koncentrációban, ez megnehezíti nagy mennyiségű kinyerésüket. A gombák hasznosítása nem elrugaszkodott ötlet, az élőlények ellenállóak, sötétben is túlélnek, gyorsabban nőnek, mint a legtöbb növény, ami alkalmassá teheti őket ipari területek megtisztítására. Ez a bioremediációnak nevezett folyamat, amikor élő szervezeteket (baktériumokat, növényeket, gombákat) használnak a szennyezett talaj, talajvíz megtisztítására.
A mikrobák a veszélyes szerves anyagokat lebontják, vagy a nehézfémeket megkötik, átalakítva azokat kevésbé mérgező formákká, Vagy kinyerik a hasznos ásványi anyagokat.
A betakarítás után a gombákat üzemanyagként lehetne elégetni, a ritkaföldfémeket pedig ki lehetne választani a keletkező hamuból. De a fejlesztők is hangsúlyozzák, hogy ez a módszer csak kiegészítő lehet, egyrészt mivel kevés anyagot tud felszívni a gomba, másrészt a gombák nagymértékű termesztése környezeti kockázatokkal járhat, mert megváltoztathatja a természetes biomot.
Kincs a szemétből
Nem csak Bécsben törik a fejüket, az Arizonai Egyetemen a gombák felhasználását vizsgálják szintén a ritkaföldfémek, de a réz kinyeréséhez is. Van alapja, mert egy tavalyi tanulmány rámutatott, hogy az USA tele van ritkaföldfémekkel, csak épp a hulladékhalmokban, ahonnan ki kellene nyerni. A gombák ipari és szennyezett helyszíneken is lehetnek, genetikailag már alkalmazkodtak a ritkaföldfémek viszonylag magas koncentrációjának felszívásához.
Más, de mégis hasonló, hogy 15 évvel ezelőtt a francia Rhodia cég bejelentette új eljárását a ritkaföldfémek kinyerésére: használaton kívüli fénycsövekből vonták ki, de nem sokáig, mert a LED-világítás elterjedésével sokkal kevesebb fénycső kerül a szeméttelepre, mint korábban.
Persze más hulladékok is vannak, a bányászatból származó maradék anyagok is kincsesbányát jelenthetnek ritkaföldfém szempontjából is, például a kaliforniai Mountain Pass ritkaföldfémbányában található meddőhányók.
James Tour, a texasi Rice Egyetem kémikusa és anyagtudományi-nanotechnológia professzora szerint minden ritkaföldfém megtalálható a hulladékban, csak hozzá kell férni. Például a gyors melegítés-villámhűtés eljárással, amikor egy anyagot árammal felhevítenek, elektromos ellenállása hőtermeléshez vezet, ami a hőmérsékletét több száz vagy akár több ezer Celsius-fokig is fenntartja. A hevített anyagban lévő elemek egy klórtartalmú vegyülethez kötődnek, majd gőzként távoznak, ezt fogják be. Az összes ritkaföldfém esetében működhet.
A rendszer sokkal kevesebb energiát fogyaszt, mint a hagyományos ritkaföldfém-kinyerési eljárások, amelyeket általában a földből bányászott ércekre alkalmaznak, és kevesebb berendezést igényelnek, amik ráadásul hordozhatók. Kérdés, el tudják-e választani egymástól a kémiailag hasonló ritkaföldfémeket? Az Egyesült Államokban nagyjából 30 millió tonna vörösiszap áll rendelkezésre, és a benne található ritkaföldfémek koncentrációja nagyjából 10-20-szorosa a földkéregben természetesen található értékeknek. A Scanlon Egyetemen savak és oldószeres extrakció használatával, vagyis az anyagok különböző folyadékokban való feloldásával próbálják szétválasztani őket.
A ritkaföldfémek, hiába is hasznosak, nem olyan drágák, mint más elemek, a platina vagy az arany, ezért a fejlesztések azzal is foglalkoznak, milyen más anyagokat tudnának kinyerni a ritkaföldfémek mellett. A szén hamujából származó szenet például vízszűrők gyártásához lehetne értékesíteni. A vörösiszapból vasat, galliumot és szkandiumot is ki lehet nyerni. A ritkaföldfémeket hasznosító gombák által termelt biogáz pedig üzemanyagként is értékes lehet.
Hasznosításuk kulcsfontosságú
A tokiói olimpia előtt hatmillió mobiltelefonból közel 72 ezer tonna elektronikai hulladékból származó fémet vontak ki, így mintegy 5000 arany-, ezüst- és bronzérmet állítottak elő a játékokra. De a ritkaföldfémek közé tartozó mágnesek hajtják az elektromos autók motorjait és a szélturbinákat, az okostelefonok, számítógépek, televíziók kijelzőihez és merevlemezeihez is használják őket. A szélerőművek, napelemek és újratölthető akkumulátorok nélkülözhetetlen elemei, de az orvoslásban is, az MRI-készülékekben kontrasztanyagként (gadolínium) és hordozható röntgenforrásokhoz (túlium) alkalmazzák. A lézerek (erbium), katalizátorok (lantán, cérium) és repülőgép-hajtóművek speciális ötvözetei.
A ritkaföldfémek fontos szerepet töltenek be a zöldátmenetben, mivel kulcsfontosságúak a megújuló energiaforrásokhoz és a tisztább közlekedési technológiákhoz.
Titkok, tabuk, tévhitek – öt évszázad történelme 30 lebilincselő párbeszédben. Amerika és Európa sorsfordító eseményei új megközelítésben.
Kövesse az Indexet Facebookon is!
Követem!