Nytt lösningsmedel separerar skandium ur industriavfall
Ett specialutvecklat lösningsmedel har använts för att separera och koncentrera skandium ur kolflygaska och rödslam. Laboratorieresultaten är lovande, men visar ännu inte om metoden kan bli ekonomiskt och miljömässigt hållbar i industriell skala.
Skandium används bland annat i aluminiumlegeringar och fastoxidbränsleceller. Metallen finns vanligtvis i mycket låga koncentrationer och utvinns främst som biprodukt vid produktion av andra metaller. Den begränsade och koncentrerade tillgången har gjort att skandium finns med på EU lista över kritiska råmaterial.
Det har samtidigt riktat intresset mot sekundära råvarukällor. I en studie publicerad i Hydrometallurgy undersöker K. Madhavi, R. Shekhar, D. Sai Krishna och Kulamani Dash möjligheten att återvinna skandium ur två omfattande industriella restströmmar.
Två avfallsströmmar testades
Den ena råvaran är kolflygaska, som uppstår vid förbränning av kol. Den andra är rödslam, även kallat bauxitrest, som bildas när aluminiumoxid framställs ur bauxit genom Bayerprocessen.
Båda materialen kan innehålla skandium, men i låga koncentrationer och tillsammans med betydligt större mängder av andra grundämnen. En central utmaning är därför att separera skandium utan att samtidigt få med stora mängder järn, aluminium och andra metaller.
Forskarna använde ett egenutvecklat djupt eutektiskt lösningsmedel, förkortat DES efter engelskans deep eutectic solvent. Sådana lösningsmedel består av två eller flera ämnen som tillsammans får en betydligt lägre smältpunkt än de enskilda beståndsdelarna. Sammansättningen kan anpassas för att binda vissa metalljoner mer effektivt än andra.
Enligt studien kunde det framställda lösningsmedlet selektivt separera och förkoncentrera skandium från både flygaska och rödslam. Författarna beskriver metoden som enkel och robust och framhåller att den kan kräva mindre energi än flera syrabaserade alternativ.
Ett steg mot ren skandiumprodukt
Studien behandlar framför allt separation och förkoncentrering. Det innebär att skandiumhalten höjs och att en del störande ämnen avlägsnas.
Det är ett viktigt steg, eftersom den låga ursprungliga koncentrationen är ett av de stora hindren för att utnyttja industriavfall som skandiumkälla. Studien visar däremot inte en fullständig industriell process som omvandlar avfallet till en färdig produkt av skandiumoxid eller skandiummetall.
För det krävs ytterligare processteg för återextraktion, rening och framställning av en produkt med tillräckligt hög renhet. Även hanteringen av det kvarvarande avfallet behöver ingå i bedömningen.
Miljönyttan behöver prövas vidare
Författarna beskriver det använda lösningsmedlet som biologiskt nedbrytbart och metoden som ett grönare alternativ till konventionell syrabaserad utvinning. Djupt eutektiska lösningsmedel är bland annat intressanta eftersom de kan ha låg flyktighet och i vissa fall framställas av relativt lättillgängliga ämnen.
Beteckningen ”grönt lösningsmedel” innebär emellertid inte automatiskt att hela processen har låg miljöpåverkan. En sådan slutsats kräver kunskap om råvarorna till lösningsmedlet, energiförbrukningen, eventuell toxicitet och hur många gånger lösningsmedlet kan återanvändas.
Lönsamheten är inte visad
Resultaten pekar på en möjlig teknik för att utnyttja avfallsströmmar som i dag till stor del lagras eller deponeras. Rödslam är särskilt intressant eftersom det produceras i stora volymer och kan innehålla flera metaller utöver skandium.
Studien visar däremot inte att metoden är kommersiellt lönsam. Det krävs försök i större skala och en fullständig teknisk-ekonomisk analys där bland annat lösningsmedlets kostnad och återanvändning, variationer i restmaterialens sammansättning samt energi-, vatten- och kemikaliebehov ingår.
Arbetet är därför bäst beskrivet som ett lovande laboratorieförsök. Det visar att lösningsmedlet kan separera skandium ur två komplicerade industriella restmaterial, men inte att tekniken är färdig för industriell drift.
Referens: K. Madhavi, R. Shekhar, D. Sai Krishna och Kulamani Dash, ”Development of an extraction method for scandium from secondary resources using a synthesized deep eutectic solvent for industrial waste valorization”, Hydrometallurgy, volym 244, 2026. Läs sammanfattningen hos förlaget [Betalvägg]