Unsur tanah jarang (REE) merupakan fondasi teknologi modern – menggerakkan segala sesuatu mulai dari turbin angin, ponsel pintar, hingga kendaraan listrik. Meskipun tidak langka di kerak bumi, mereka terkenal sulit dan mahal untuk diekstraksi secara efisien. Saat ini, sebuah tim di Universitas Northeastern telah meluncurkan metode terobosan yang secara dramatis dapat mengubah keekonomian pemulihan REE, dengan memanfaatkan sejumlah besar limbah pertambangan batu bara yang sudah ditimbun di seluruh dunia.
Masalah Ekstraksi Saat Ini
Ekstraksi REE tradisional bergantung pada deposit khusus pertambangan, sebuah proses yang mengganggu lingkungan dan terkonsentrasi secara geografis (seringkali di wilayah yang sensitif secara politik). Upaya-upaya yang ada untuk mengambil REE dari tailing batubara – bubur batu dan air yang tersisa dari penambangan batubara – terhambat oleh rendahnya efisiensi. REE terkunci di dalam mineral tanah liat yang membandel, sehingga pemisahannya menjadi sangat sulit. Inefisiensi ini merupakan hambatan penting: permintaan REE melonjak karena transisi energi dan manufaktur berteknologi tinggi, namun rantai pasokan masih rapuh.
Cara Kerja Proses Baru
Tim Universitas Northeastern telah mengembangkan proses dua langkah yang secara signifikan meningkatkan hasil ekstraksi. Pertama, tailing batubara “dimasak” dalam larutan alkali sambil dipanaskan dengan gelombang mikro. Hal ini mengubah struktur mineral yang membungkus REE, menjadikannya lebih berpori. Kedua, perlakuan asam nitrat kemudian memisahkan REE dari batuan yang tersisa.
Menurut para peneliti, pretreatment basa sebelum pencernaan asam adalah kuncinya. “Hasilnya menunjukkan bahwa perlakuan awal tailing batubara dengan basa sebelum pencernaan asam secara signifikan mempengaruhi efisiensi ekstraksi REE, dengan ekstraksi minimal dalam larutan basa,” tulis mereka. Kombinasi ini menghasilkan peningkatan efisiensi 3x lipat dibandingkan metode yang ada.
Mengapa Ini Penting: Skala dan Keberlanjutan
Potensi dampaknya sangat besar. Perkiraan menunjukkan bahwa lebih dari 600 kiloton REE dapat diekstraksi dari setiap 1,5 miliar ton tailing batubara – dan Amerika Serikat sendiri menyimpan sekitar 2 miliar ton limbah ini di Pennsylvania. Ini bukan hanya soal efisiensi; ini tentang mengubah kewajiban (tumpukan limbah beracun) menjadi aset (bahan penting).
Proses ini secara khusus menargetkan neodymium, elemen kunci dalam magnet berkekuatan tinggi yang digunakan pada mobil listrik, turbin angin, dan hard drive. Meningkatkan skala ini akan mengurangi ketergantungan pada pertambangan tradisional, meningkatkan ketahanan rantai pasokan, dan berpotensi menurunkan biaya teknologi ramah lingkungan.
Tantangan yang Tersisa
Meskipun menjanjikan, penerapannya secara luas menghadapi banyak tantangan. Proses ekstraksi masih mahal dan memerlukan pemurnian berdasarkan komposisi mineral endapan tailing batubara tertentu. Selain itu, tailing batubara mengandung unsur berharga lainnya, seperti magnesium, yang idealnya diekstraksi secara bersamaan untuk memaksimalkan kelayakan ekonomi. Kompleksitas ini berarti penerapan skala industri akan memerlukan waktu dan penelitian lebih lanjut.
Namun demikian, terobosan ini merupakan langkah maju yang signifikan dalam membuka sumber daya yang sangat besar dan kurang dimanfaatkan. Permintaan akan REE akan terus meningkat, dan pendekatan baru ini memberikan “wawasan baru mengenai mekanisme pelepasan REE dan potensi untuk mengoptimalkan pengolahan awal limbah batubara dengan alkali untuk ekstraksi REE yang efisien.”
