Investigadores de Southern Illinois University, en Estados Unidos, descubrieron que las algas pueden más que duplicar la concentración de elementos de tierras raras, lo que apunta a una posible alternativa al procesamiento intensivo en químicos mientras Estados Unidos trabaja para reforzar las cadenas de suministro nacionales de minerales críticos.

La universidad describió la investigación en un comunicado oficial: científicos de SIU usan algas para duplicar la concentración de elementos de tierras raras.

A medida que los gobiernos avanzan para asegurar el suministro nacional de tierras raras, la capacidad de concentrar y procesar estos metales se ha vuelto casi tan importante como identificar nuevos yacimientos. Los elementos de tierras raras son un grupo de 17 metales utilizados en imanes, electrónica, sistemas de energía y equipos militares, y separarlos de la roca circundante puede ser técnicamente difícil. Aunque los elementos de tierras raras suelen asociarse con la electrónica de consumo, la estudiante de posgrado en geología Kristina Kohl dijo que a menudo se subestima su papel en las tecnologías de defensa.

“Mucha gente piensa en la electrónica cuando se habla de tierras raras”, dijo Kohl. “No se dan cuenta de cuán importante es el papel que desempeñan en la producción de equipos para nuestros sistemas de defensa nacional”.

China sigue siendo la fuerza dominante en la industria de tierras raras, con cerca de 60% de la producción minera mundial y alrededor de 90% del procesamiento y la separación. Estados Unidos es el segundo mayor productor, con operaciones en California y Georgia, y Washington ha identificado la reducción de la dependencia de las cadenas de suministro chinas como una prioridad de seguridad nacional.

Los investigadores de Southern Illinois University también estudian Hicks Dome, en el condado de Hardin, Illinois, como una posible fuente nacional de elementos de tierras raras. El profesor asociado Daniel Hummer dijo que el sitio es un criptovolcán, donde magma que no llegó a la superficie creó intrusiones ricas en minerales. Fluidos calientes con contenido mineral también depositaron tierras raras adicionales en brechas cercanas.

La investigación subraya cómo depósitos que antes habían sido pasados por alto podrían volverse más atractivos si se reducen los costos de extracción y los impactos ambientales. También destaca un desafío más amplio para la política estadounidense de minerales críticos: el suministro nacional no depende solo de la minería, sino de encontrar formas económicas y con menor generación de residuos para concentrar, separar y recuperar metales de fuentes diversas.

Extracción más limpia

Para probar el enfoque de extracción, el microbiólogo Scott Hamilton-Brehm y su equipo crearon un sistema fluvial en miniatura utilizando un canal de 50 galones, bombas de circulación e iluminación LED para imitar el agua en movimiento y la luz solar. Luego, geólogos agregaron roca finamente molida que contenía elementos de tierras raras antes de introducir microalgas en el agua.

Los análisis de laboratorio mostraron que las algas absorbieron los elementos de tierras raras y aumentaron su concentración en más del doble. Los investigadores aún no han determinado el mecanismo detrás del resultado, un paso importante antes de que el enfoque pueda evaluarse más allá de condiciones controladas de laboratorio.

“Cuando recibimos el análisis del laboratorio estatal, se hizo evidente que las algas sí interactuaban con las tierras raras”, dijo Hamilton-Brehm. “No sabemos cómo. No sabemos por qué. Tendremos que averiguarlo”.

Posteriormente, el equipo recuperó los elementos de tierras raras mediante un proceso patentado que descompone el material orgánico. Las algas restantes podrían utilizarse potencialmente como bioestimulantes agrícolas o procesarse para producir biodiésel, agregando valor y reduciendo residuos.

El método también podría reducir la dependencia de técnicas convencionales de procesamiento que utilizan químicos como ácido sulfúrico para disolver los minerales circundantes. Debido a que los elementos de tierras raras también están presentes en cenizas de carbón, residuos mineros y chatarra electrónica, los investigadores dijeron que el proceso podría eventualmente ofrecer una forma más limpia de recuperar minerales críticos de fuentes secundarias y, al mismo tiempo, ayudar a remediar corrientes de desechos.

Los investigadores ahora están probando especies adicionales de algas para ver si pueden aumentar aún más las concentraciones de tierras raras. También preparan una propuesta para la National Science Foundation con el fin de ampliar el trabajo. Hummer dijo que el proyecto muestra el valor de la investigación interdisciplinaria al combinar geología y microbiología para abordar desafíos en el desarrollo de minerales críticos.