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Jun 07, 2024

Como a ciência poderia facilitar a reciclagem de elementos de terras raras

A reciclagem de elementos de terras raras de produtos de alta tecnologia existentes, como unidades de disco rígido, pode ajudar a satisfazer a procura destes metais valiosos. JORG GREUEL/PHOTODISC/GETTY IMAGES PLUS Por Erin Wayman Janeiro

A reciclagem de elementos de terras raras de produtos de alta tecnologia existentes, como unidades de disco rígido, pode ajudar a satisfazer a procura destes metais valiosos.

JORG GREUEL/PHOTODISC/GETTY IMAGES PLUS

Por Erin Wayman

20 de janeiro de 2023 às 8h00

As nossas vidas modernas dependem de elementos de terras raras e, em breve, poderemos não ter o suficiente para satisfazer a procura crescente.

Devido às suas propriedades especiais, estes 17 elementos metálicos são ingredientes cruciais em telas de computadores, telefones celulares e outros eletrônicos, lâmpadas fluorescentes compactas, máquinas de imagens médicas, lasers, fibras ópticas, pigmentos, pós de polimento, catalisadores industriais – a lista é infinita. (SN Online: 16/01/23). Nomeadamente, as terras raras são uma parte essencial dos ímanes de alta potência e das baterias recarregáveis ​​dos veículos eléctricos e das tecnologias de energia renovável necessárias para levar o mundo a um futuro com baixas ou zero emissões de carbono.

Em 2021, o mundo extraiu 280 mil toneladas métricas de terras raras – cerca de 32 vezes mais do que foi extraído em meados da década de 1950. E a demanda só vai aumentar. Até 2040, estimam os especialistas, precisaremos de até sete vezes mais terras raras do que precisamos hoje.

Satisfazer esse apetite não será fácil. Elementos de terras raras não são encontrados em depósitos concentrados. Os mineiros devem escavar enormes quantidades de minério, submetê-lo a processos físicos e químicos para concentrar as terras raras e depois separá-las. A transformação consome muita energia e é suja, requer produtos químicos tóxicos e muitas vezes gera uma pequena quantidade de resíduos radioativos que devem ser eliminados com segurança. Outra preocupação é o acesso: a China tem quase um monopólio tanto na mineração como no processamento; os Estados Unidos têm apenas uma mina ativa (SN Online: 01/01/23).

Para a maioria dos trabalhos que as terras raras realizam, não existem bons substitutos. Assim, para ajudar a satisfazer a procura futura e diversificar quem controla a oferta – e talvez até tornar a recuperação de terras raras “mais verde” – os investigadores estão à procura de alternativas à mineração convencional.

As propostas incluem tudo, desde a extração de metais de resíduos de carvão até ideias realmente inovadoras, como a mineração da lua. Mas a abordagem com maior probabilidade de causar impacto imediato é a reciclagem. “A reciclagem desempenhará um papel muito importante e central”, afirma Ikenna Nlebedim, cientista de materiais do Laboratório Nacional Ames, em Iowa, e do Instituto de Materiais Críticos do Departamento de Energia. “Isso não quer dizer que vamos reciclar para sair do desafio dos materiais críticos.”

Ainda assim, no mercado dos ímanes de terras raras, por exemplo, daqui a cerca de 10 anos, a reciclagem poderá satisfazer até um quarto da procura de terras raras, com base em algumas estimativas. “Isso é enorme”, diz ele.

Mas antes que as terras raras de um portátil antigo possam ser recicladas com a mesma regularidade que o alumínio de uma lata de refrigerante vazia, há obstáculos tecnológicos, económicos e logísticos a ultrapassar.

A reciclagem parece ser uma forma óbvia de obter mais terras raras. É prática padrão nos Estados Unidos e na Europa reciclar de 15 a 70 por cento de outros metais, como ferro, cobre, alumínio, níquel e estanho. No entanto, hoje, apenas cerca de 1% dos elementos de terras raras em produtos antigos são reciclados, diz Simon Jowitt, geólogo económico da Universidade de Nevada, em 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 são “intrinsecamente pouco recicláveis”.

O esquema forneceria valiosos metais de terras raras e ajudaria a limpar o legado sujo da mineração de carvão.

As terras raras são frequentemente misturadas com outros metais em telas sensíveis ao toque e produtos similares, dificultando a remoção. De certa forma, reciclar terras raras de itens descartados assemelha-se ao desafio de extraí-las do minério e separá-las umas das outras. Os métodos tradicionais de reciclagem de terras raras também requerem produtos químicos perigosos, como ácido clorídrico, e muito calor e, portanto, muita energia. Além da pegada ambiental, o custo da recuperação pode não compensar o esforço, dado o pequeno rendimento das terras raras. Uma unidade de disco rígido, por exemplo, pode conter apenas alguns gramas; alguns produtos oferecem apenas miligramas.