Materiali innovativi per la separazione di terre rare: studio su una soluzione modello

Due diversi materiali solidi sono stati sintetizzati e testati per la separazione mediante estrazione solido-liquido di lantanio (scelto come elemento rappresentativo della famiglia delle terre rare). La sintesi è avvenuta mediante intercalazione chimica di un’etilen-diammina PEGilata caratterizzata da proprietà chelanti in due diverse argille naturali della famiglia delle smectiti (STx-1b e SWy-2). I nuovi materiali sono stati caratterizzati mediante FT-IR e diffrazione ai raggi X (XRD) mentre la quantificazione del polimero intercalato è stata ottenuta per differenza mediante l’analisi di richiesta chimica di ossigeno (COD) eseguita sulle soluzioni prima e dopo il contattamento con il solido. Le argille organofile sono quindi state contattate con una soluzione acquosa di lantanio, agitate a temperatura ambiente e separate dal liquido. Analizzando mediante ICP-OES il contenuto di lantanio nella fase liquida è stato così possibile ricavare la concentrazione di lantanio catturata dal solido. Per confronto, la stessa procedura di contattamento con il lantanio è stata realizzata utilizzando come fasi solide le argille naturali non modificate e le argille organofile sintetizzate con PEG, quindi senza gruppo chelante. In questo modo è stato possibile valutare sia l’effetto dell’introduzione del polimero, sia del gruppo chelante, sulla separazione del lantanio. I risultati ottenuti hanno dimostrato che la procedura sperimentale è efficace nella fase di intercalazione dei polimeri in entrambe le argille e che i nuovi materiali sono in grado di catturare il lantanio.