Chemici vinden nieuwe manier om zeldzame aarden uit lampen opnieuw te gebruiken

Chemici van de KU Leuven hebben een nieuwe methode ontwikkeld om uit ingezamelde tl- en spaarlampen de metalen europium en yttrium op nieuw te gebruiken. Ze gebruikten een ionische vloeistof die heel wat voordelen heeft tegenover de klassieke oplosmiddelen: ze lost enkel de metalen op en is zelf herbruikbaar. De metalen zijn ook meteen bruikbaar in nieuwe lampen.

Voor heel wat moderne elektronica en schone technologieën wordt gebruik gemaakt van zeldzame aarden, een groep metalen. In tegenstelling tot wat de naam doet vermoeden, zijn die elementen niet echt zeldzaam. Ze zijn wel moeilijk te ontginnen en te zuiveren. Omdat de meeste mijnen zich in China bevinden, is de bevoorrading bovendien onderhevig aan geopolitieke spanningen. Er bestaat wereldwijd dan ook interesse om zeldzame aarden te recycleren uit afvalstromen in plaats van ze te ontginnen.

Twee van die zeldzame aarden, europium en yttrium, worden gebruikt in rode lampfosfor. Dat is een vaste stof die ultraviolet licht omzet naar rood licht. Ze wordt bijvoorbeeld al meer dan veertig jaar gebruikt in kleurenschermen voor tv-apparaten en in de buizen van fluorescentielampen. “Omdat ze zeer moeilijk te vervangen is door verbindingen zonder zeldzame aarden, loont het de moeite om te kijken of de rode fosfor uit die lampen kan worden gerecupereerd. Afgedankte tl- en spaarlampen worden al verplicht ingezameld, maar tot nu toe was de recyclage er vooral op gericht om het giftige kwik uit het afval te halen. Omdat het recupereren van europium en yttrium met de klassieke solventen technisch complex was, werd het poeder dat de twee zeldzame aarden bevat meestal niet hergebruikt”, vertelt professor Koen Binnemans.

Voor dat laatste probleem vonden de Leuvense chemici een oplossing, legt David Dupont uit. “In plaats van een zuur gebruiken wij een ionische vloeistof als solvent: dat is een organisch oplosmiddel dat volledig bestaat uit ionen of elektrisch geladen deeltjes. Het verdampt niet, is niet brandbaar en het werkt heel selectief: we kunnen het zo maken dat het enkel de rode lampfosfor oplost. Het europium en yttrium dat ermee gerecupereerd wordt, kan onmiddellijk opnieuw gebruikt worden. Bovendien is de ionische vloeistof zelf ook herbruikbaar.” Met deze nieuwe methode vergt de recyclage dus minder chemicaliën en energie, zegt professor Binnemans: “Het is dus zowel technisch als ecologisch een interessant alternatief voor de klassieke oplosmiddelen.”