Zeldzame aarde-elementen kunnen uit steenkoolafval worden gehaald

In het kolenland van Appalachia stellen onderzoekers zich voor om giftig afval om te zetten in schatten. De vervuiling die wordt achtergelaten door verlaten mijnen is een onaangeboorde bron van zeldzame aardmetalen.

Zeldzame aardmetalen zijn een waardevolle set van 17 elementen die nodig zijn om alles te maken, van smartphones en elektrische voertuigen tot fluorescentielampen en lasers. Nu de wereldwijde vraag enorm stijgt en China een bijna-monopolie heeft op de productie van zeldzame aardmetalen – de Verenigde Staten hebben maar één actieve mijn – is er veel belangstelling voor het vinden van alternatieve bronnen, zoals het opvoeren van recycling.

Zeldzame aardmetalen uit steenkoolafval halen biedt een twee-voor-één deal: door de metalen terug te winnen, help je ook de vervuiling op te ruimen.

Lang nadat een kolenmijn is gesloten, kan deze een vuile erfenis achterlaten. Wanneer een deel van het gesteente dat overblijft van de mijnbouw wordt blootgesteld aan lucht en water, vormt zich zwavelzuur en trekt het zware metalen uit het gesteente. Deze zure soep kan waterwegen vervuilen en dieren in het wild schaden.

Zeldzame aardmetalen terugwinnen uit wat zure mijndrainage wordt genoemd zal niet in zijn eentje voldoen aan de stijgende vraag naar de metalen, erkent Paul Ziemkiewicz, directeur van het West Virginia Water Research Institute in Morgantown. Maar hij wijst op een aantal voordelen.

In tegenstelling tot erts dat uit typische zeldzame-aardemijnen wordt gegraven, is de afwatering rijk aan de meest noodzakelijke zeldzame-aarde-elementen. Bovendien genereert extractie uit de afvoer van zure mijnen ook niet het radioactieve afval dat typisch een bijproduct is van zeldzame-aardemijnen, die vaak uranium en thorium bevatten naast de zeldzame aardmetalen. En vanuit praktisch oogpunt kunnen bestaande faciliteiten voor de behandeling van zure mijndrainage worden gebruikt om de zeldzame aardmetalen te verzamelen voor verwerking. “Theoretisch zou je morgen kunnen beginnen met produceren”, zegt Ziemkiewicz.

Van een paar honderd locaties die al zure mijnafvoer behandelen, zou jaarlijks bijna 600 ton zeldzame aardmetalen en kobalt – een ander veelgevraagd metaal – kunnen worden geproduceerd, schatten Ziemkiewicz en collega’s.

Momenteel wordt bij een proefproject in West Virginia materiaal gebruikt dat is teruggewonnen uit een behandelingslocatie voor de afvoer van zure mijnen en de zeldzame aardmetalen extraheren en concentreren.

Als een dergelijk plan haalbaar blijkt, stelt Ziemkiewicz zich een toekomst voor waarin opruimlocaties hun zeldzame aardmetalen naar een centrale faciliteit sturen om te worden verwerkt en de elementen te scheiden. Economische analyses suggereren dat dit geen plan is om rijk te worden. Maar, zegt hij, het zou genoeg kunnen zijn om de kosten van de behandeling van de zure mijndrainage te dekken.