I depositi di terre rare ad adsorbimento ionico (Ion-adsorption rare earth deposits - IAD) sono fonti primarie di elementi di terre rare pesanti (heavy rare earth elements - HREE), che forniscono oltre il 90% della richiesta globale di HREE, ma l'attuale tecnica di estrazione in situ basata su sale di ammonio produce gravi impatti ambientali.
Lo studio “Industrial-scale sustainable rare earth mining enabled by electrokinetics”, pubblicato recentemente su Nature Sustainability da un team di ricercatori guidato da Zhu Jianxi ed He Hongping dell'Istituto di geochimica di Guangzhou dell'Accademia cinese delle scienze (CAS), asserisce di aver sviluppato una tecnologia di estrazione elettrocinetica (efficient electrokinetic mining EKM) ecologica ed efficiente che facilita l'estrazione sostenibile di terre rare.
Alla CAS spiegano che «Per affrontare le sfide dell'estrazione sostenibile ed efficiente di REE, il team di ricerca ha proposto il concetto di EKM nel 2023, consentendo un recupero ecologico, efficiente, economico e rapido di REE. Mentre gli esperimenti iniziali ne hanno convalidato la fattibilità, l'applicazione su scala industriale di questa nuova tecnologia EKM ha posto problemi, come la stabilità degli elettrodi in ambienti corrosivi, la potenziale perdita di percolato durante l'implementazione su larga scala e i complessi impatti delle falde acquifere e della struttura del minerale sul recupero di REE».
Per ovviare a questi problemi, i ricercatori cinesi hanno sviluppato strategie all'avanguardia, come lo sviluppo di elettrodi in plastica conduttiva, strategie di blocco ad alta tensione e un metodo di alternanza di potenza intermittente e dicono che «Questi progressi hanno ridotto l'utilizzo di agenti di lisciviazione dell'80%, il tempo di estrazione del 70% e il consumo di energia del 60%. Durante 60 giorni di test su scala industriale, la nuova tecnologia ha raggiunto un tasso di recupero REE superiore al 95%. Il monitoraggio ambientale ha ulteriormente confermato una riduzione del 95% delle emissioni di azoto ammoniacale nelle falde acquifere e nelle acque superficiali, attenuando significativamente l'impatto ambientale dell'estrazione di terre rare».
I ricercatori hanno sottolineato che «Il nostro studio evidenzia il forte potenziale della tecnologia EKM nelle applicazioni industriali, offrendo vantaggi sostanziali in termini di protezione ambientale, efficienza e convenienza economica. Questa svolta fornisce un solido supporto tecnico per l'estrazione green e su larga scala di IAD, aprendo la strada all'utilizzo sostenibile delle risorse».
Per l’Accademia cinese delle scienze si tratta di una vera e propria svolta: «I metalli delle terre rare come il cerio, il lantanio e il neodimio sono fattori chiave della rapida transizione verso un mondo. Sono utilizzati in tecnologie a basse emissioni di carbonio, come la produzione di magneti per turbine eoliche, convertitori catalitici e batterie. Nonostante il ruolo fondamentale che svolgono nello sviluppo di tecnologie low carbon, la loro offerta è limitata a causa del dato ambientale disastroso».
Lo studio “Solar transpiration–powered lithium extraction and storage” pubblicato su Science nel settembre 2024 da un team di ricercatori cinesi guidato dall’università di Nanjing University, è riuscito a sviluppare un metodo per estrarre il litio, un altro elemento importante nella transizione energetica, dall’acqua di mare utilizzando l’energia solare. E proprio il litio è stato il protagonista di una scoperta che ha aumentato le riserve di litio misurate e indicate della Cina, portandole dal precedente 6% al 16,5% di tutte le risorse globali.
Infatti, secondo quanto riferisce il Global Times, il ministero delle risorse naturali cinese ha annunciato che la Cina è diventata il secondo più grande detentore di risorse di litio al mondo, dietro solo al Cile: «La svolta deriva da scoperte significative lungo la cintura di litio West Kunlun-Songpan-Ganzi lunga 2.800 chilometri».
Inoltre, secondo quanto riportato dai media cinesi, anche i progressi nell'estrazione del litio dai laghi salati e della mica di litio hanno contribuito all'aumento delle riserve determinate.
L'estrazione del litio dalla salamoia di un lago salato, nota per il suo basso costo e il ridotto impatto ambientale, ha portato a una crescita sostanziale delle risorse di litio nell'ampio altopiano del Qinghai-Tibet. Uno sviluppo che posiziona la Cina come il terzo più grande hub di risorse di litio da lago salato al mondo, dopo il triangolo del litio in Sud America e la regione occidentale degli Stati Uniti.
La Cina ha superato i precedenti ostacoli tecnologici nell'estrazione del litio dalla mica, risolvendo problemi come gli elevati costi di estrazione e i complessi requisiti di lavorazione. Le innovazioni tecnologiche hanno migliorato l'efficienza dell'esplorazione delle risorse e la fattibilità economica, aprendo nuove opportunità per l'esplorazione del litio.
Secondo gli analisti, i progressi tecnologici hanno alleviato la scarsa fornitura di litio in Cina e hanno contribuito anche a stabilizzare il mercato globale del litio. La Cina svolge un ruolo cruciale nella tecnologia di estrazione del litio e nella produzione di batterie al litio di fascia alta. I dati ufficiali mostrano che l'industria cinese delle batterie agli ioni di litio ha registrato una crescita robusta tra gennaio e ottobre 2024, con una produzione nazionale di batterie che ha raggiunto gli 890 GWh, in aumento del 16 percento su base annua. Nello stesso periodo, sono stati prodotti oltre 200 GWh di batterie agli ioni di litio per l'accumulo di energia e le installazioni di batterie per quelli che i cinesi chiamano veicoli a nuova energia hanno raggiunto circa 405 GWh.
