Reciclagem rara

Aqui estão peças eletrônicas de computadores antigos. A reciclagem dos metais de terras raras nessas peças pode ajudar a atender à demanda por esses materiais altamente valiosos.

Adam Smigielski/iStock/Getty Images Plus

Por Erin Wayman

4 de maio de 2023 às 6h30

Nossas vidas modernas dependem de metais conhecidos como terras raras. Infelizmente, esses elementos são tão amplamente usados ​​e populares que, em breve, talvez não tenhamos o suficiente deles para atender às necessidades da sociedade.

Por causa de suas propriedades especiais, esses 17 metais tornaram-se cruciais para telas de computador, telefones celulares e outros eletrônicos de alto desempenho. Lâmpadas fluorescentes compactas os utilizam. Assim como máquinas de imagens médicas, lasers, ímãs de alta potência, fibras óticas e pigmentos. Eles estão até em baterias recarregáveis ​​de carros elétricos. Esses elementos também são uma porta de entrada para um futuro de baixo ou zero carbono favorável ao clima.

Em 2021, o mundo extraiu 280.000 toneladas métricas de terras raras. Isso é aproximadamente 32 vezes mais do que em meados da década de 1950. Até 2040, os especialistas estimam que precisaremos de até sete vezes mais do que usamos hoje.

Não há bons substitutos para a maioria dos trabalhos que as terras raras fazem. Satisfazer nosso apetite por esses metais não será fácil. Eles não são encontrados em depósitos ricos. Portanto, os mineradores devem escavar grandes quantidades de minério para obtê-los. Em seguida, as empresas devem usar uma mistura de processos físicos e químicos para concentrar os metais e separá-los.

Esses processos usam muita energia. Eles também estão sujos e usam produtos químicos tóxicos. Outra preocupação: a China é quase o único lugar onde esses metais são extraídos e processados. Neste momento, por exemplo, todos os Estados Unidos têm apenas uma mina ativa de terras raras.

Tudo isso explica por que os pesquisadores procuram reciclar esses metais. A reciclagem "desempenhará um papel muito importante e central", diz Ikenna Nlebedim. Ele é um cientista de materiais no Instituto de Materiais Críticos do Departamento de Energia. (É administrado pelo Ames National Laboratory em Iowa.)

Dentro de 10 anos, diz Nlebedim, a reciclagem poderá atender até um quarto da necessidade de terras raras. Se for verdade, diz ele, isso seria "enorme".

Nos Estados Unidos e na Europa, é padrão reciclar de 15% a 70% dos metais de alto uso, como o aço. Ainda hoje, apenas cerca de 1 por cento das terras raras em produtos antigos são reciclados, observa Simon Jowitt. Geólogo, trabalha na Universidade de Nevada, Las Vegas.

"A fiação de cobre pode ser reciclada em mais fiação de cobre. O aço pode simplesmente ser reciclado em mais aço", diz ele. Mas muitos produtos de terras raras "não são muito recicláveis".

Por que? Muitas vezes eles foram misturados com outros metais. Separá-los novamente pode ser muito difícil. De certa forma, reciclar terras raras de itens descartados é tão desafiador quanto extraí-los do minério e processá-los.

A reciclagem de terras raras tende a usar produtos químicos perigosos, como o ácido clorídrico. Ele também usa muito calor - e, portanto, muita energia. E esse esforço pode recuperar apenas uma pequena quantidade de metal. A unidade de disco rígido de um computador, por exemplo, pode conter apenas alguns gramas (menos de uma onça) de metais de terras raras. Alguns produtos podem ter apenas um milésimo.

Mas os cientistas estão tentando desenvolver melhores abordagens de reciclagem para reduzir a necessidade de extrair mais desses metais.

Uma abordagem recruta micróbios. As bactérias Gluconobacter produzem naturalmente ácidos orgânicos. Esses ácidos podem extrair terras raras – como lantânio e cério – de catalisadores usados ​​ou dos fósforos brilhantes que fazem as luzes fluorescentes brilharem. Os ácidos bacterianos são menos prejudiciais ao meio ambiente do que outros ácidos de lixiviação de metais, diz Yoshiko Fujita. Ela é biogeoquímica no Idaho National Laboratory em Idaho Falls.

Em experimentos, esses ácidos bacterianos recuperam apenas cerca de um quarto a metade das terras raras de catalisadores e fósforos. Isso não é tão bom quanto o ácido clorídrico, que em alguns casos pode extrair até 99%. Mas a abordagem de base biológica ainda pode valer o esforço, relatam Fujita e sua equipe.