Ilmuwan Rice University Berhasil Mengekstrasi Elemen Rare Earth dari Limbah

HOUSTON - Ahli kimia dari Rice University, Houston, Texas, Amerika Serikat (AS), James Tour berhasil mengekstraksi elemen tanah jarang ( rare earth elements/REE) yang berharga dari limbah. Dia mengekstrasi sumber elemen tanah jarang dari residu (limbah) abu batu bara, residu bauksit, dan limbah elektronik.

James Tour menggunakan proses pemanasan Joule flash lab untuk menghasilkan graphene dari sumber karbon padat dari tiga macam limbah tadi. Dalam jurnal Science Advances, para peneliti mengatakan proses tersebut lebih ramah lingkungan karena menggunakan sedikit energi dan mengubah aliran asam, menjadi tetesan yang ramah lingkungan.

“Proses yang kami temukan ini menjadi solusi bahwa kami tidak lagi bergantung pada penambangan yang merusak lingkungan atau sumber asing untuk elemen tanah jarang,” kata Tour dikutip SINDOnews dari laman Technologynetworks, Kamis (10/2/2022).



Peneliti utama Bing Deng mengatakan proses ini secara sangat menjanjikan, karena ada jutaan ton residu bauksit dan limbah elektronik yang dihasilkan setiap tahun. Jadi metode ini sangat berguna untuk mengurangi limbah dan mengolah kembali elemen tanah jarang yang ada di dalamnya.

Residu bauksit, yang disebut lumpur merah, adalah produk sampingan beracun dari produksi aluminium. Sedangkan limbah elektronik banyak berasal dari perangkat usang seperti komputer dan ponsel pintar.

Kemudian residu dari pembakaran batu bara adalah silikon, aluminium, besi, dan kalsium oksida yang membentuk kaca di sekitar elemen. Kondisi ini membuatnya sangat sulit untuk diekstraksi.


Biasanya untuk mengekstraksi limbah ini biasanya melibatkan pencucian dengan asam kuat. Selain itu, prosesnya memakan waktu lama serta tidak ramah lingkungan.



Laboratorium Rice University menemukan metode baru dengan memanaskan abu terbang dan bahan lainnya hingga sekitar 3.000 derajat Celcius dalam satu detik. Kemudian dikombinasikan dengan karbon hitam untuk meningkatkan konduktivitas.

Proses ini mengubah limbah menjadi “spesies elemen rare earth teraktivasi” yang sangat mudah larut. “Kami membuktikan berhasil memulihkan elemen rare earth dari residu abu layang batubara, residu bauksit, dan limbah elektronik, dengan proses aktivasi yang sama,” kata Bing.

Tour menambahkan pengolahan abu terbang batubara dengan pemanasan Joule flash mampu memecah elemen kaca yang membungkusnya. Kemudian mengubah fosfat pada elemen rare earth menjadi oksida logam yang lebih mudah larut.

”Dalam dunia industri untuk mengekstrasi limbah ini biasanya menggunakan konsentrasi asam nitrat 15-molar. Namun, kami menggunakan konsentrasi asam klorida 0,1-molar yang jauh lebih ringan dan menghasilkan lebih banyak produk elemen rare earth,” jelas Tour.

Dalam ilmu kimia, molaritas salah satu ukuran konsentrasi larutan. Molaritas suatu larutan menyatakan jumlah mol suatu zat per liter larutan.

Elemen rare earth (unsur tanah jarang) sebenarnya tidak langka. Salah satunya, cerium, lebih berlimpah dari tembaga, dan semuanya lebih berlimpah dari emas. Tetapi 15 elemen lantanida ini, bersama dengan itrium dan skandium, meskipun tersebar luas tapi sulit diekstraksi dari bahan tambang.