为了测试是否可以从磷石膏中提取稀土元素,关键材料战略

美研究人员从磷石膏中提取稀土元素

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科技日报华盛顿3月16日电 稀土元素,有工业维生素之称,是手机、计算机等许多高科技设备不可或缺的制造材料。全世界的稀土元素储量并不丰富,且分布不均,长期处于供应短缺状态。而最近,美国研究人员在《化学热力学杂志》线上版发表研究报告称,他们开发出一种从工业废弃物——磷石膏中提取稀土元素的方法,或可缓解稀土元素供应紧张局面。

3月18日,记者了解到,美国研究人员在《化学热力学杂志》线上版发表研究报告称,他们开发出一种从工业废弃物——磷石膏中提取稀土元素的方法,或可缓解稀土元素供应紧张局面。稀土元素,有工业维生素之称,是手机、计算机等许多高科技设备不可或缺的制造材料。全世界的稀土元素储量并不丰富,且分布不均,长期处于供应短缺状态。

稀土、稀散元素是众多新兴战略性产业的幕后英雄。例如,锂是锂离子动力电池产业的重要原材料,铷、铯在卫星导航产品中不可或缺,铼则在高性能飞机发动机涡轮上一展身手。遗憾的是,这些元素虽拥有重大经济价值,分布却极其不均衡,存在较高供应风险。假如能够利用高科技,从工业废弃物中获得稀土、稀散元素,既实现废物循环利用,保护了生态环境,又获得很棒的经济效益,那真是当之无愧的变废为宝!

稀土元素是太阳能、风能、先进汽车技术以及智能手机等现代电子产品不可或缺的元素。近年美国钕、镝等稀土元素生产的潜在短缺,或将危及美国的能源安全。近日,esball世博 ,美国新不伦瑞克罗格斯大学的研究人员研究确定:磷矿废料可能是稀土元素的一个潜在的新来源。研究人员指出,从磷石膏中回收稀土是一个潜在的解决方案。美国在2017年开采了大约2800万吨磷矿。稀土元素在磷矿中的含量一般不超过0.1%,而全球磷石膏废弃物中每年约有10万吨稀土元素。

磷石膏是用磷酸盐矿石生产磷酸产生的废弃物,其中含有大量稀土元素。研究人员估计,全世界每年产生的磷石膏中含有大约10万吨稀土元素,这一数字与全球每年稀土氧化物总产量相差无几。尽管全球的磷石膏存量巨大,仅美国的存量就超过10亿吨,但有效利用率却很低。数量巨大的磷石膏废料不仅占用大量土地,还会造成环境污染,如何有效解决磷石膏资源化利用问题成为业界面临的一个难题。

磷石膏是用磷酸盐矿石生产磷酸产生的废弃物,其中含有大量稀土元素。研究人员估计,全世界每年产生的磷石膏中含有大约10万吨稀土元素,这一数字与全球每年稀土氧化物总产量相差无几。尽管全球的磷石膏存量巨大,仅美国的存量就超过10亿吨,但有效利用率却很低。数量巨大的磷石膏废料不仅占用大量土地,还会造成环境污染,如何有效解决磷石膏资源化利用问题成为业界面临的一个难题。

稀土元素,有工业维生素之称,是手机、计算机等许多高科技设备不可或缺的制造材料。全世界的稀土元素储量并不丰富,且分布不均,长期处于供应短缺状态。而最近,美国研究人员在《化学热力学杂志》线上版发表研究报告称,他们开发出一种从工业废弃物——磷石膏中提取稀土元素的方法,或可缓解稀土元素供应紧张局面。

自然界的稀土元素除了赋存在各种稀土矿中外, 还有相当大的一部分与磷灰石和磷块岩矿共生, 其赋存形态为磷钇矿。由于稀土的离子半径与 Ca2+很接近,稀土以类质同象方式赋存于磷矿岩中, 而且随着磷矿中 P2O5品位的增加, 稀土元素含量也增加,两者呈正消长关系。因为稀土金属在矿物中分布极为稀少,提炼困难,还会造成巨大污染,因此全世界都处于极度渴求状态。

此次,为了测试是否可以从磷石膏中提取稀土元素,美国爱达荷国家实验室、罗格斯大学等机构研究人员组成的研究小组,在磷石膏中掺杂了钇、铈、钕、钐、铕和镱等6种稀土元素,然后研究可用于提取稀土元素的各种方案。他们发现,一种利用氧化葡萄糖杆菌产生的化学混合物回收稀土元素的解决方案,效果十分明显。葡萄糖杆菌是一种常见细菌,能产生葡萄糖酸等有机酸,葡萄糖酸能溶解周围物质中的稀土元素,并通过一种称为“生物浸出”的过程将它们溶解到溶液中,而从溶液中沉淀出的稀土元素经纯化后即可用于工业生产。

此次,为了测试是否可以从磷石膏中提取稀土元素,美国爱达荷国家实验室、罗格斯大学等机构研究人员组成的研究小组,在磷石膏中掺杂了钇、铈、钕、钐、铕和镱等6种稀土元素,然后研究可用于提取稀土元素的各种方案。他们发现,一种利用氧化葡萄糖杆菌产生的化学混合物回收稀土元素的解决方案,效果十分明显。葡萄糖杆菌是一种常见细菌,能产生葡萄糖酸等有机酸,葡萄糖酸能溶解周围物质中的稀土元素,并通过一种称为“生物浸出”的过程将它们溶解到溶液中,而从溶液中沉淀出的稀土元素经纯化后即可用于工业生产。

磷石膏是用磷酸盐矿石生产磷酸产生的废弃物,其中含有大量稀土元素。研究人员估计,全世界每年产生的磷石膏中含有大约10万吨稀土元素,这一数字与全球每年稀土氧化物总产量相差无几。尽管全球的磷石膏存量巨大,仅美国的存量就超过10亿吨,但有效利用率却很低。数量巨大的磷石膏废料不仅占用大量土地,还会造成环境污染,如何有效解决磷石膏资源化利用问题成为业界面临的一个难题。

因此,稀土也成为世界各大经济体争夺的战略资源,稀土等关键原材料战略往往上升至国家战略。欧日美等国家地区针对稀土等关键材料更为重视,2008年,稀土材料被美国能源部列为“关键材料战略”;2010年初,欧盟宣布建立稀土战略储备;2007年日本文部科学省、经产省就已经提出了“元素战略计划”,“稀有金属替代材料”计划,他们在资源储备、技术进步、资源获取、替代材料寻求等方面采取了持续的措施和政策。

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