Cascas de ovo recuperam valiosos elementos de terras raras

Redação do Site Inovação Tecnológica - 11/06/2024

Descrição do conceito - REE é a sigla em inglês para elementos de terras raras.
[Imagem: Rémi Rateau* et al. - 10.1021/acsomega.4c00931]

Extração e reciclagem de terras raras

Os elementos de terras raras - o grupo dos lantanídeos da Tabela Periódica - estão entre as principais estrelas das tecnologias mais modernas, servindo para fabricar desde os tradicionais discos rígidos aos motores para carros elétricos, geradores para turbinas eólicas e partes importantes dos computadores quânticos.

Até agora, porém, não temos um esquema seguro para reciclar essas substâncias, que precisam ser constantemente mineradas a partir de depósitos disponíveis em poucos lugares da Terra. E fazer essa extração também não é um processo tão limpo quanto gostaríamos.

Mas esse problema ambiental e econômico de dimensões planetárias pode ser resolvido com as humildes cascas de ovo, que se mostraram capazes de recuperar elementos de terras raras em solução na água, oferecendo um método novo e ecologicamente correto, e não apenas para sua reciclagem, mas também para sua extração a partir das minas.

Rémi Rateau e colegas da Universidade Trinity de Dublin, na Irlanda, descobriram que o carbonato de cálcio (calcita, ou CaCO₃) presente nas cascas dos ovos pode absorver e separar com eficácia os valiosos elementos da água.

"Este estudo apresenta um potencial uso inovador de resíduos que não só oferece uma solução sustentável para o problema da recuperação dos elementos de terras raras, mas também se alinha com os princípios da economia circular e da valorização dos resíduos," disse Rateau.

Os elementos de terras raras absorvidos pelas cascas de ovo variam com a temperatura e com o tempo.
[Imagem: Juan Diego Rodriguez-Blanco/Trinity College Dublin]

Chocando terras raras

Os pesquisadores adicionaram as cascas de ovos em soluções contendo elementos de terras raras e as colocaram em várias temperaturas, de agradáveis 25 °C a escaldantes 205 °C, e por diferentes períodos de tempo - até três meses.

Os elementos entraram na casca de ovo por difusão, adentrando no material ao longo dos limites dos cristais de calcita e da matriz orgânica. E, nas temperaturas mais altas, as terras raras recristalizam, formando novos minerais na superfície das cascas de ovo. Esses minerais podem então ser coletados e processados para produzir os elementos puros.

A 90 °C, formou-se na superfície das cascas de ovo um composto de terras raras chamado kozoíta, um carbonato básico dos elementos lantânio [La(CO₃(OH))] e neodímio [Nd(CO₃(OH))].

À medida que a temperatura subia, as cascas de ovos passaram por uma transformação completa, com as cascas de calcita se dissolvendo e sendo substituídas por kozoíta policristalina. Finalmente, na temperatura mais alta, de 205°C, esse mineral gradualmente se transformou em bastnasita, o mineral estável de carbonato de terras raras mais comum, por isso usado pela indústria mineradora para extração desses elementos para aplicações tecnológicas.

Além da temperatura, o tempo de processamento também desempenha um papel crucial: Ao longo do tempo, as cascas dos ovos retêm terras raras diferentes dentro de sua estrutura, tornando o material muito versátil.

sto coloca as cascas de ovos residuais como candidatas para um reaproveitamento nobre, na forma de um material ecológico e de baixo custo para ajudar a atender à crescente demanda por elementos de terras raras.

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