El proceso de crear un modelo de losa de superficie de aleación líquida. Crédito: Materiales funcionales avanzados (2025). Doi: 10.1002/adfm.202505583
Un equipo de científicos de la Universidad de Melbourne y King Fahd University of Petroleum and Minerals (KFUPM) ha hecho un descubrimiento que podría transformar cómo se extraen y purifican los metales de metales crudos y aleaciones de desechos. Este nuevo método, basado en principios electrocapilares, permite la separación selectiva de metales de las aleaciones líquidas utilizando diferencias en su energía superficial, un concepto previamente inexplorado en la metalurgia.
La refinación de metal tradicional se basa en diferencias químicas entre elementos que a menudo requieren altas temperaturas y producen desechos dañinos. También se usan métodos térmicos, explotando diferencias en los puntos de fusión y ebullición, pero tienden a ser intensivos en energía e ineficientes. Sin embargo, el proceso recién descubierto utiliza las diferencias en la energía superficial de los metales para separarlos entre sí.
En las aleaciones fundidas, ciertos metales migran naturalmente a la superficie, enriqueciendo la interfaz en función de sus niveles de energía superficial. En la nueva tecnología, los metales y aleaciones crudos se pueden disolver en metales posteriores a la transición de baja fusión (como Gallium, GA) para formar aleaciones líquidas que permanecen fluidas a temperatura ambiente o cercana.
Cuando las aleaciones líquidas se colocan en una solución especial, crean una capa límite (interfaz líquido-líquido). Al aplicar una pequeña carga eléctrica a esta capa, se reduce la tensión superficial de la aleación. Esto hace que ciertos metales, específicamente aquellos con energía superficial más baja, como bismuto (BI), estaño (SN) y plomo (Pb), se muevan a la superficie y se separen de la mezcla en una secuencia específica. Este proceso logra la separación de metales de alta pureza sin la necesidad de altas temperaturas o productos químicos dañinos.
Esta innovación representa un cambio hacia técnicas más ecológicas de recuperación de metales de baja energía. A diferencia de la fundición convencional o la extracción química, este método minimiza el consumo de energía y reduce el impacto ambiental.
Crédito: Materiales funcionales avanzados (2025). Doi: 10.1002/adfm.202505583
“Se espera que la aplicación comercial de nuestra tecnología de expulsión de metales utilice fuentes probadas de energía renovable para lograr un proceso neto cero”, dijo el Dr. Mohannad Mayyas, el científico principal de la investigación. Agregó: “Este descubrimiento abre la puerta a la metalurgia sostenible. Ahora podemos pensar en refinar los metales de manera más eficiente, con mucha menos energía y sin desechos químicos”.
Xichao Zhang, primer autor del estudio y Ph.D. El estudiante de la Universidad de Melbourne destacó la eficiencia del proceso: “La separación de metales en nuestro proceso es muy rápida y nos permite lograr un control preciso sobre la pureza y el tamaño de la partícula”.
El equipo de investigación prevé aplicaciones futuras en el procesamiento de varios desechos de desechos “difíciles de procesar” y flujos de rechazo metalúrgico, incluidas aleaciones de soldadura, GA crudo, DROSS PB, Bullio de PB y limones de ánodo Betts. La siguiente fase de investigación tiene como objetivo ampliar la tecnología para el uso industrial en KFUPM. Este avance no solo avanza el campo de la ciencia de los materiales, sino que también respalda los esfuerzos globales hacia procesos industriales más ecológicos e iniciativas de economía circular.
El documento “Expulsión metálica impulsada por electrocapilar en aleaciones líquidas a base de metal posterior a la transición” se publica en la revista de materiales funcionales avanzados.
La investigación fue realizada por científicos de los departamentos de ingeniería química e ingeniería mecánica de la Universidad de Melbourne, junto con el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales y el Centro de Investigación Interdisciplinaria para Sistemas de Energía Sostenible (IRC-SES) en la Universidad King Fahd de Petroleum y Minerales.
Más información: Xichao Zhang et al, Expulsión de metal impulsada por electrocapilares en aleaciones líquidas basadas en metales posteriores a la transición, materiales funcionales avanzados (2025). Doi: 10.1002/adfm.202505583
Proporcionado por la Universidad de King Fahd de Petroleum & Minerals
Cita: el proceso metalúrgico verde utiliza energía superficial para extraer y refinar metales de las aleaciones de residuos (2025, 19 de mayo) Recuperado el 19 de mayo de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-05-green-metallurgical-surface-energy-refine.html
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