Investigadores del Trinity College Dublin han arrojado nueva luz sobre la formación de elementos de tierras raras (REE) cada vez más preciosos mediante la creación de rocas sintéticas y probando sus respuestas a las diferentes condiciones ambientales. Los REE se utilizan en dispositivos electrónicos y tecnologías de energía verde, desde teléfonos inteligentes hasta autos eléctricos.

Los hallazgos, recién publicados en la revista Global Challenges, tienen implicaciones para el reciclaje de REE a partir de desechos electrónicos, el diseño de materiales con propiedades funcionales avanzadas e incluso para encontrar nuevos depósitos de REE escondidos en todo el mundo.

El Dr. Juan Diego Rodríguez-Blanco, profesor asociado de nanomineralogía en Trinity e investigador financiado por iCRAG (SFI Research Center in Applied Geosciences), fue el investigador principal del trabajo. Él dijo :

«A medida que crece la población mundial y la lucha contra las emisiones de carbono a raíz del cambio climático global, la demanda de REE aumenta simultáneamente, razón por la cual esta investigación es tan importante. Al aumentar nuestra comprensión de la formación de REE, esperamos allanar el camino. camino hacia un futuro más sostenible.

«La génesis de los depósitos de tierras raras es uno de los problemas más complejos de las ciencias de la Tierra, pero nuestro enfoque arroja nueva luz sobre los mecanismos por los cuales se forman las rocas que contienen tierras raras. Este conocimiento es fundamental para la transición energética, ya que las tierras raras son clave ingredientes de fabricación en la economía de las energías renovables».

Actualmente, muchos países están buscando más depósitos de REE con concentraciones explotables, pero los procesos de extracción a menudo son desafiantes y los métodos de separación son costosos y ambientalmente agresivos.

Una de las principales fuentes de REE son los depósitos de REE-carbonato. El depósito más grande conocido es Bayan-Obo en China, que suministra más del 60% de las necesidades globales de REE.

¿Qué han descubierto los investigadores?

Su estudio ha revelado que los fluidos que contienen REE reemplazan la piedra caliza común, y esto sucede a través de reacciones complejas incluso a temperatura ambiente. Algunas de estas reacciones son extremadamente rápidas y tienen lugar en el mismo tiempo que se tarda en preparar una taza de café.

Este conocimiento permite al equipo comprender mejor las reacciones minerales básicas que también están involucradas en los procesos de separación industrial, lo que ayudará a mejorar los métodos de extracción y separar los REE de los fluidos.

La investigación del equipo tiene como objetivo comprender los complejos procesos de formación de depósitos de carbonato REE. Pero en lugar de estudiar muestras naturales, sintetizan sus propios minerales y rocas carbonatadas de tierras raras (similares a la bastnasita, el mineral clave del que se pueden extraer los REE de las rocas carbonatitas). Luego imitan las reacciones naturales para aprender cómo se forman las mineralizaciones REE.

Esto también les permite evaluar cómo los cambios en los principales factores ambientales favorecen su formación. Esto puede ayudarnos a comprender el origen de las mineralizaciones en recursos de carbonatita sin explotar, que no solo se encuentran en China sino también en otras áreas del mundo, como Brasil, Australia, EE. UU. India, Vietnam, Sudáfrica y Groenlandia.

«Dado que los REE están desempeñando un papel fundamental en un futuro sostenible y lleno de tecnología, es necesario comprender el comportamiento de los REE en el ciclo geoquímico y en las reacciones químicas básicas», explica Adrienn Maria Szucs, candidata a doctorado en Geoquímica en Trinity’s School of Ciencias Naturales, y autor principal de este estudio.

Esta investigación fue financiada por Science Foundation Ireland, el Servicio Geológico de Irlanda y la Agencia de Protección Ambiental en el marco del Programa SFI Frontiers for the Future. Adrienn también recibió apoyo a través de un premio Provost PhD en Trinity.

Una copia del documento está disponible a pedido.