Magnet Biasa Ternyata Bisa Saring Logam Tanah Jarang dari Limbah

ILMUWAN menemukan cara inovatif dan lebih bersih untuk memulihkan logam tanah jarang (rare earth elements) yang sangat dibutuhkan teknologi modern. Menariknya, metode ini hanya menggunakan magnet permanen berbahan dasar besi yang umum ditemukan, bukan melalui proses kimia yang rumit dan mahal.

Penelitian yang dilakukan di Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) ini menawarkan harapan baru bagi rantai pasok komponen ponsel pintar, turbin angin, hingga baterai kendaraan listrik yang selama ini bergantung pada proses pemisahan logam yang tinggi polusi.

Mengatasi "Si Kembar Kimia"

Logam tanah jarang, terutama kelompok lantanida, sangat sulit dipisahkan karena sifat kimianya yang hampir identik atau sering disebut sebagai "kembar kimia". Selama ini, industri mengandalkan pelarut organik dalam jumlah besar dan proses kimia berulang yang memakan banyak energi dan menghasilkan limbah cair berbahaya.

Baca juga : Bukan Tambang Biasa: Ilmuwan Gunakan Jamur untuk "Menambang" Logam Tanah Jarang

"Terdapat kebutuhan mendesak akan unsur tanah jarang karena kemajuan teknologi terkini dan gangguan rantai pasokan," kata Giovanna Ricchiuti, peneliti dari PNNL.

Metode baru ini memanfaatkan kerentanan magnetik, ukuran seberapa kuat suatu zat merespons medan magnet. Unsur berat seperti dysprosium akan tertarik lebih kuat dibandingkan unsur yang lebih ringan, menciptakan zona konsentrasi logam yang terpisah di dalam cairan.

Memanen Kristal di Permukaan Magnet

Dengan bantuan teknik laser Mach-Zehnder interferometry, tim peneliti berhasil mengamati bagaimana ion-ion logam ini membentuk pita-pita konsentrasi di dekat magnet. Uniknya, magnet tidak hanya menarik ion, tetapi juga menciptakan arus listrik lokal di dalam cairan yang membantu mengatur migrasi logam tersebut.

Baca juga : Dari Ampas Kopi hingga Cangkang Telur, Ekonomi Sirkular Tumbuh dari Bangku SMA

Ketika zat kimia bernama oksalat ditambahkan, ion logam yang terkumpul di permukaan magnet mulai berubah menjadi kristal padat. Fenomena ini memudahkan proses pengumpulan logam karena bentuk padat jauh lebih mudah diambil daripada logam yang terlarut dalam volume cairan yang besar.

"Metode pemisahan tradisional menggunakan pelarut organik dalam jumlah besar," ujar Ivani Jayalath, mahasiswa doktoral di University of Mississippi. "Menggunakan magnet menawarkan cara yang sederhana dan berpotensi lebih berkelanjutan untuk membantu proses pemisahan."

Solusi Hemat Energi dari Limbah Industri

Terobosan ini sangat menjanjikan untuk mengolah "harta karun tersembunyi" dalam limbah industri seperti abu batubara, sisa tambang, dan air limbah dari sumur minyak dan gas. Karena menggunakan magnet permanen, proses ini tidak membutuhkan input listrik terus-menerus, sehingga biaya operasional jauh lebih rendah dibandingkan sistem berbasis tegangan listrik.

Meski demikian, para peneliti mengakui masih ada tantangan untuk menerapkan metode ini pada skala industri yang lebih besar, mengingat limbah nyata memiliki kandungan kimia yang lebih kompleks.

Namun, hasil awal yang diterbitkan dalam jurnal Separation and Purification Technology ini menunjukkan bahwa magnet murah, dengan geometri yang tepat, mampu mengubah limbah menjadi bahan baku berharga secara berkelanjutan. (Earth/Z-2)