Prvky vzácných zemin neboli lanthanoidy dnes představují vysoce nedostatkové zboží. Používají se především pro výrobu obrazovek a displejů mobilních zařízení. Velkou část (snad až 90 %, rozhodně více než polovinu) současné produkce lanthanoidů ovládá Čína.
V čínských rukou se samozřejmě jedná o strategickou zbraň, kdy se dodavatel může kdykoliv rozhodnout snížit produkci. Šel by nějak opakovat scénář, při němž USA vyrazily těžbou ropy z břidlic trumfy z rukou OPECu, i pro prvky vzácných zemin?
V zásadě existují dvě možnosti:
– použití jiných materiálů, například různých forem uhlíku (nanotrubičky či grafen)
– získávání lanthanoidů jiným způsobem, který by je umožňoval těžit i tam, kde se to zatím nevyplatí nebo příslušná technologie není vůbec k dispozici.
Výzkumníci z několika japonských univerzit nyní jeden z takových postupů publikovali v časopisu PloS One. Lanthanoidy se vyskytují v malém množství v železných rudách, křemičitanových minerálech i uhličitanech. Je jich však většinou málo, takže se těžba na většině míst vyplatí jen tehdy, pokud využijeme z rudy i něco jiného. Nadějnou technikou je získávat prvky vzácných zemin z odpadu železných rud.
Nejprve je třeba odpad převést do roztoku. První technologie extrakce zahrnovala využití speciálních, často radioaktivních či toxických materiálů (rtuť, arsen…), což bylo drahé a navíc ekologicky nepřijatelné. Druhá verze z roku 2010 využívala fosfátové skupiny na povrchu buněk některých bakterií. Tato metoda už byla účinnější, nicméně bakterie se nedaly recyklovat, takže by bylo třeba pěstovat stále nové kultury. Nynější technika opět využívá fosfátů, jejich zdrojem je tentokrát ovšem sušené lososí sperma (nebo mlíčí, či jako tomu rybologové správně říkají – anglicky „milt“). Sperma je samozřejmě plné DNA a ta zase obsahuje fosfátové skupiny…
Sperma na sebe z roztoku nabalí lanthanoidy, respektive jejich sloučeniny, k oddělení pak stačí centrifuga. Samotné prvky se z oxidů, hydroxidů či jiných solí připraví redukcí nebo elektrolýzou. Daří se takto získat i velmi drahé thulium a lutecium. Pokud se mlíčí nějak upraví, mohly by se takto izolovat i další prvky vzácných zemin. Podle autorů článku by nic nemělo stát v cestě brzkému průmyslovému nasazení celé technologie…
Při lovu či chovu lososů bývá mlíčí odpadní produkt, rybáři by ho ale mohli zpracovávat přímo na místě a dále prodávat. Sušené lososí sperma lze snadno skladovat.
Zdroj: Phys.org a další
Poznámky:
– Klasický postup získávání lanthanoidů z rud viz Wikipedia.cz
– U nás probíhají pokusy o návrat lososa jen s obtížemi, určitě bude ještě dlouho chráněný; ostatně stejně se nikde neuvádí, že by v ČR byla nějaká ložiska prvků vzácných zemin.
