El Museo de Minería exhibe minerales y compuestos químicos de casi todo el planeta, incluidos los lugares más remotos. Algunos se obtuvieron a dos pasos de las salas del museo: en los laboratorios de la Universidad de Minería de San Petersburgo de la emperatriz Catalina II. Por ejemplo, se trata del óxido de itrio, donado al museo por empleados del Departamento de Química General y Física.
Científicos han desarrollado un método innovador para la extracción por flotación de este y otros metales de tierras raras (REM) a partir de residuos artificiales, en particular residuos metalúrgicos. Ya se han obtenido unas 20 patentes en esta área de investigación.
La participación de Rusia en la producción mundial de tierras raras (TER) es de tan solo el 1%, aunque, según la Agencia Federal para el Uso del Subsuelo, nuestro territorio contiene el 20% de sus reservas totales. Este volumen insignificante de producción se debe a la alta dispersión de estos elementos en la corteza terrestre. Por lo general, se extraen como minerales asociados.
Sin embargo, la demanda de tierras raras (TER) está creciendo. El principal consumidor es la industria electrónica. También existe una alta demanda en la industria petrolera (catalizadores para la refinación de petróleo) y en la metalurgia, como aditivos de aleación para mejorar la calidad del acero y otros metales.
Las empresas metalúrgicas son las principales partes interesadas en el desarrollo de los científicos de la Universidad de Minería de San Petersburgo. Pueden utilizar eficazmente la flotación iónica para obtener REE de sus propios residuos de producción. Por ejemplo, podrían ser relaves tras la lixiviación, que contienen REE en pequeñas concentraciones.
Además de reducir la dependencia de los proveedores de materias primas, el impacto ambiental también es importante para los industriales: desde este punto de vista, las tierras raras contenidas en los relaves son peligrosas, migran y penetran en el suelo, y desde allí, en las plantas y los cuerpos de agua naturales. El procesamiento por flotación iónica permite extraer las tierras raras casi por completo, solucionando este problema. El proyecto nacional "Bienestar Ambiental" prevé, entre otras medidas, reducir el volumen de residuos de los procesos de enriquecimiento de minerales.
Para implementar este desarrollo en la industria, es necesario realizar estudios semiindustriales preliminares con muestras específicas de residuos industriales.
Realizamos experimentos con soluciones modelo utilizando una máquina de flotación de laboratorio. La tarea consistía en extraer ciertos metales de tierras raras de soluciones de materias primas de baja tecnogénesis mediante detergentes, es decir, surfactantes. Se trata de un proceso físico-químico complejo. Es necesario seleccionar las condiciones de flotación más adecuadas para cada elemento de tierras raras: condiciones de temperatura, equilibrio ácido-base, proporción de iones reactivos (cloruros, nitratos y sulfatos). Se utilizó dodecilsulfato de sodio como detergente, explicó la autora del desarrollo, profesora asociada del Departamento de Química General y Física, Olga Lobacheva.
El desarrollo ha recibido elogios en diversas conferencias y exposiciones científicas. En particular, en la XXVIII Exposición Internacional de Innovación "HI-TECH", celebrada en abril de 2022, "Tecnología integral y sin residuos para el procesamiento de residuos tecnogénicos en el desarrollo de yacimientos de tierras raras", recibió una medalla de oro y un diploma de primer grado en la categoría "Mejor proyecto (desarrollo) innovador en el ámbito de la ecología, el uso racional de los recursos naturales, la clasificación, el procesamiento y la destrucción de residuos a alta temperatura, y la depuración de aguas".
La investigación en el campo de los procesos de flotación ocupa un lugar destacado en la agenda científica de la Universidad de Minería de San Petersburgo. Entre los trabajos recientes, destaca el estudio del efecto de los iones de dureza del agua en la flotación de minerales de cobre y níquel, así como el desarrollo de un método para aumentar la extracción de metales del grupo del platino a partir de materias primas no tradicionales que contienen platino. Entre los desarrollos relacionados con la extracción de tierras raras a partir de residuos, destaca la tecnología para la eliminación de residuos de fosfoyeso.
Los científicos universitarios también están desarrollando equipos de flotación. En 2024, se completó el proceso de patente del complejo de flotación Smart Fleet. Se ha creado un modelo de laboratorio que ya ha obtenido el gran premio en la Exposición Internacional de Innovación "HI-TECH". Su innovador bloque de electrodos se ha probado en una empresa rusa de minería y procesamiento durante el proceso de flotación de minerales de cobre.