Chemici recycleren zeldzame metalen uit tl en spaarlampen (De Standaard)

Scheikundigen van de KULeuven hebben een nieuwe methode ontwikkeld om kostbare metalen terug te winnen uit tl en spaarlampen.

Leuvense onderzoekers bedachten een nieuw oplosmiddel – een ‘ionische vloeistof ’ – om exotische metalen terug te winnen uit tllampen en hun meer geavanceerde neefjes, de spaarlampen. Het gaat vooral om de gegeerde metalen europium en yttrium. Die twee stoffen vormen met vijftien andere zware metalen een scheikundige groep met de wat bizarrenaam‘ zeldzame aardmetalen’. Begin negentiende eeuw, toen de naam gegeven werd, waren er inderdaad maar heel weinig chemici die ooit zo’n metaal onder ogen hadden gehad, maar intussen weten we dat ze helemaal niet zo zeldzaam zijn. Het zeldzaamste lid van de groep komt nog steeds vaker voor dan goud.

Maar moeilijk te winnen en te zuiveren zijn ze wel, omdat hun chemische eigenschappen zo dicht bij elkaar liggen. Bovendien komt bijna de hele wereldproductie uit China, wat hen politiek gevoelig maakt. Ze zijn dus misschien niet zeldzaam, maar op de markt wel schaars. Zeker nu smartphones, en andere elektronische apparaten waarin ze onmisbaar zijn, zo populair zijn. Yttrium is ook onmisbaar in krachtige lasers, en in keramische supergeleiders. Europeum wordt, behalve in spaarlampen, ook gebruikt in kwikdamplampen en in MRI-scanners. Beide metalen zijn nodig voor de rode beeldpunten in tv-schermen.

Kleurpoeder

Ze worden ook gebruikt in de ‘rode fosfor’ in fluorescentielampen, zoals tl- en spaarlampen. Dat soort lampen produceert eigenlijk ultraviolet licht. Poeders op het glas van die lampen zetten dat UV-licht vervolgens om in zichtbaar licht. Een van die fluorescerende poeders produceert rood licht, en dat poeder bevat europium en yttrium. Er is, ondanks hard zoeken, nooit een goed alternatief voor gevonden. Gezien de prijs van europium en yttrium, zou het dus een goed idee zijn om het lamppoeder te recycleren. Maar dat is er nooit echt van gekomen, wegens technisch te moeilijk.

Spaar- en tl-lampen worden nochtans al verplicht ingezameld. Maar dat is om het giftige kwik eruit te halen. De poeders laat men meestal maar zo. Al recycleert Solvay sedert 2012 tweeduizend ton poeder per jaar, met een techniek die herhaalde aanvallen met zuren en loog vergt, waarvan één stap bij duizend graden.

David Dupont vond bij zijn doctoraatsonderzoek een oplossing, meldt hij met zijn promotor Koen Binnemans in Green Chemistry, een vakblad van de Britse Royal Society of Chemistry. Hij ontwikkelde een ‘ionische vloeistof’, een organische vloeistof die zich gedraagt zoals water: ze lost stoffen op die normaal net niet oplossen in organische oplosmiddelen. Het oplosmiddel bestaat uit elektrisch geladen deeltjes, ionen, en is daarmee een buitenbeentje in de organische chemie, waar de stoffen zelden als ionen voorkomen.

Het oplosmiddel (voor de fijnproevers: betainium bis­(tri­fluoro­methyl­sulfonyl)­imide) is zo samengesteld dat het specifiek het rode lamppoeder oplost. Omdat geen verstorende rotzooi meekomt, zijn de twee metalen er vervolgens heel eenvoudig uit te recupereren. Het oplosmiddel zelf is ook herbruikbaar. ‘Een zeer groen en efficiënt alternatief’ noemen de vorsers het in hun publicatie.

(Auteur: Pieter Van Dooren, De Standaard, 12-3-2015)

Andere persartikelen over deze innovatie:

http://www.c2w.nl/oplossing-voor-spaarlampen.400846.lynkx
http://recyclingportal.eu/Archive/12038
http://regiopunt.be/pagina/leesBericht.php?id=1799
http://www.headlines.nl/8768473/Oplossing-voor-spaarlampen/
http://www.flanderstoday.eu/innovation/ku-leuven-chemists-retrieve-rare-earth-metals-lamps

Link to article