JAKARTA - Limbah tambang batu bara berpotensi menjadi sumber dalam negeri baru bagi unsur tanah jarang di Amerika Serikat, di tengah upaya para peneliti mengurangi ketergantungan pada rantai pasok luar negeri yang penting bagi energi bersih, elektronik, dan pertahanan nasional.

Dua profesor dari South Dakota School of Mines and Technology mengembangkan metode untuk mengekstraksi unsur tanah jarang dari limbah tambang batu bara, termasuk batuan penutup dan abu batu bara yang biasanya dibuang atau disimpan dalam jangka panjang.

Setelah tiga tahun penelitian, tim menyatakan proses tersebut dapat mengubah beban lingkungan menjadi sumber daya strategis.

Riset ini dipimpin oleh Venkataramana Gadhamshetty, Ph.D., Profesor Teknik Sipil dan Lingkungan, serta Purushotham Tukkaraja, Ph.D., Profesor Teknik dan Manajemen Pertambangan.

Seperti dikutip interestingengineering.com, temuan mereka dijadwalkan dipresentasikan kepada para pakar pemerintah dan universitas.

Proyek ini bermula dari dana awal yang didukung National Science Foundation, kemudian berkembang di bawah 2DBEST Center dengan dukungan lanjutan dari Office of Surface Mining Reclamation and Enforcement dan Departemen Dalam Negeri AS.

Penelitian berfokus pada tambang batu bara di Wyoming dengan memanfaatkan material buangan untuk mengekstraksi unsur tanah jarang seperti yttrium, dysprosium, erbium, ytterbium, dan gadolinium. Unsur-unsur tersebut penting bagi kendaraan listrik, turbin angin, ponsel pintar, sistem pencitraan medis, jaringan serat optik, serta teknologi militer.

Untuk mengekstraksi material tersebut, tim merancang proses tiga tahap yang menggabungkan teknik fisik, kimia, dan biologis.

Pertama, batuan dipecah untuk membuka unsur yang terperangkap di dalamnya. Selanjutnya, bahan kimia ramah lingkungan mengubah unsur tanah jarang dari bentuk padat menjadi cair sehingga dapat dipisahkan secara selektif.

Tahap akhir memanfaatkan mikroorganisme yang menyerap unsur terlarut dan memusatkannya di dalam sel hidup.

Proses biologis ini dianalogikan seperti cara tubuh manusia menyerap vitamin, di mana mikroorganisme secara alami membutuhkan sejumlah kecil unsur tanah jarang dan dapat dioptimalkan untuk menyerapnya secara efisien.

Dari unsur yang berhasil dipulihkan, dysprosium, ytterbium, dan erbium tergolong bernilai tinggi karena permintaan besar dan minimnya substitusi. Sementara itu, yttrium dan gadolinium banyak digunakan dalam elektronik, pencahayaan, dan sektor kesehatan.

Tujuan utama penelitian ini adalah mengembangkan teknologi sekaligus memahami proses ekstraksi tersebut secara menyeluruh.

Selain limbah padat, tim juga menerapkan prinsip yang sama pada air limbah tambang batu bara dengan mengekstraksi unsur tanah jarang dari aliran air yang terkontaminasi.

Pendekatan ini mengembangkan teknik ekstraksi mineral yang telah ada dengan menambahkan metode pemisahan kimia dan biologis untuk meningkatkan efisiensi serta keberlanjutan.

Langkah selanjutnya adalah meningkatkan skala proses dan memperbaiki kelayakan komersialnya. “Ketika kami mulai memasukkan berbagai metrik dan membuatnya lebih layak, kami mungkin akan menemukan pemangku kepentingan yang melihat nilai dari solusi ini,” ujar Tukkaraja.

Para peneliti menyebut proyek ini menunjukkan bagaimana kolaborasi lintas disiplin dapat membuka nilai baru dari limbah industri.

“Karya ini menunjukkan bagaimana kolaborasi lintas disiplin dapat mengubah tantangan lingkungan menjadi peluang ekonomi dan strategis,” kata Tukkaraja. (DK)