蛋白質工藝可能革新稀土提取

蛋白質工藝可能革新稀土提取。據《化學與工程新聞》報導，賓夕法尼亞州立大學的Joseph A. Cotruvo Jr.和勞倫斯-利弗莫爾國家實驗室的Dan M. Park領導的團隊現在已經開發出一種替代工藝，可以在不需要有機溶劑的情況下開採這些資源，改善對稀土元素（REEs）的獲取，同時有助於避免工業浪費。

據該團隊稱，一種與REEs結合的蛋白質可用於從低品位來源中提取和分離這些有價值的金屬。

稀土元素包括 15 種鑭系元素以及鈧和釔，其中許多元素對電動汽車、風力渦輪機和發光二極體等產品的需求量很大。

新工藝依賴於lanmodulin，這是一種對鑭系元素具有很強親和力的抗酸小蛋白。它是由某些消化甲烷的細菌產生的。

報告稱，當金屬離子的酸性溶液通過色譜柱時，lanmodulin會從溶液中奪取稀土元素，同時讓銅或鋅等其他元素直接通過。

然後可以通過改變溶液的pH值或添加檸檬酸鹽等反離子來螯合REEs，從而釋放出REEs。Cotruvo說，這個過程中的酸和柱子本身可以多次重複使用。

該團隊在從煤灰中浸出的溶液上測試了該淨化柱。通過該柱子一次就足以產生一種富集的溶液，其中88%的金屬離子是REEs，純度提高了2,000倍。

“這令人印象深刻，因為它是從不到0.1%的REEs開始的，所以它是一個真正的大升級，”Cotruvo說。通過仔細調整pH值，研究人員可以分兩批從柱子中进行稀土提取，分別含有較輕和較重的REEs。

報告說，這項技術還可以完全分離兩種REEs的混合物，包括釹和鏑，它們通常在含有稀土磁鐵的電子廢物中一起出現。

Cotruvo說：“如果我們要回收電子廢物，這是最重要的分離之一。從模仿這類廢物成分的溶液開始，研究人員使用了幾個分離週期來回收80%以上的每種元素，每種元素的純度都超過了99%。”

慕尼克路德維希-馬克西米利安大學（Ludwig Maximilian University Munich）的生物無機化學家Lena J. Daumann說：“這是一個很好的示範，說明一個自然系統可以被用來解決分離鑭系元素的問題，而且幾乎沒有改變過。這種基於蛋白質的方法，一旦擴大規模並優化為一個連續的過程，可能是一種真正有希望的低級來源的技術。”

REE是‘化學中的維生素’，美國地質調查局的稀土礦物商品專家丹尼爾-科迪爾說：“REE幫助一切事物表現得更好，而且它們有自己獨特的特性，特別是在磁性、耐溫性和抗腐蝕性方面。”

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