美國艾姆斯國家實驗室的一個研究團隊將成立一個新研究中心，重點研究關鍵材料短缺對清潔能源產業的影響及其解決方案。美國能源部已經同意在未來5年 中為該實驗撥款1.2億美元，在愛荷華州建立起能源創新研究的中心實驗室。該研究中心將名為關鍵材料研究院 (CriticalMaterialsInstitute)，負責研究美國清潔能源產業對重要緊缺材料的依賴程度，包括太陽能和風機產業所需的稀土材料。

能 源部能源效率及可再生能源部門副秘書長DavidDanielson稱，“稀土材料等關鍵物資與風機、新能源汽車、先進電池及許多其他產品的製造息息相 關，而這些產品對美國能源產業和國家安全意義重大.”,“關鍵材料研究院將集中我們在大學、國家實驗室和業界的尖端人才，幫助美國探索創新的科技方案，防 止因關鍵材料短缺對美國清潔能源產業和國家安全造成的威脅。”

2011年，美國能源部發佈關鍵材料戰略研究報告，其中指出鏑、鋱、銪、釹和釔這五種稀土材料的供應可能會在未來影響美國清潔能源產業的發展。該研究中心將研發新技術以最大程度利用現有材料，以及評估美國的稀有材料的需求。


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稀土生產中廢水主要來源於稀土選礦、濕法冶煉過程。根據稀土礦物的組成和生產中使用的化學試劑的不同，廢水的組成成分也有差異。總的來說，由於稀土 礦物中多數都伴生有一些天然放射性元素和氟，因而稀土生產中廢水有害成分主要是來源於稀土礦物的放射性元素（鈾、釷、鐳）、氟化物和來源於生產中所使用挌 種酸、堿、無機鹽和有機溶劑等。稀土生產中排出的廢水，可分為放射性廢水、含氟廢水和酸堿廢水等，如下表所示。

表中  稀土生產中排出的主要廢水

表 中廢水的總α、β比放射性強度在180～370Bq/L。國家對含上述有害物質的廢液排放規定為[8]：總α放射性1Bq/L，總β放射性10Bq/L， 氟10mg/L，pH值6～9。可見，稀土生產中排出的主要廢水所含有害物質均超過了國家標準要求，必須經過處理達到標準後才可排放。


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稀土生產中固體廢物主要是選礦產生的尾礦渣、火法生產稀土合金產生的冶煉渣、濕法處理產生的不溶性殘渣（如浸出渣、酸溶渣、優溶渣等）、廢水處理沉 澱渣 等。獨居石礦、氟碳鈰鑭礦、混合稀土礦、磷釔礦等稀土礦物中，不同程度地伴生有天然放射性元素鈾、釷和鐳，在選冶生產過程中有一部分放射性元素不可避免地 轉移到尾礦渣及某些冶煉渣中，因此，稀土生產中產生的固體廢物大多具有一定的放射性。如表1列出了稀土生產廠排出的主要廢渣及其放射性比強度。

表1  稀土生產廠排出的主要廢渣

根 據《放射性廢物的分類》GB 9133－1995規定，放射性比強度小於或等於4×106Bq/kg的固體廢物稱為低放廢物；放射性比強度大於4×106Bq/kg而小於或等於 4×1010Bq/kg稱為中放廢物。由上表可知，稀土生產中產生的廢渣多屬於低放射性廢物，但也有少量中放射性廢物，都不能簡單地棄掉，需要妥善處理。

在稀土選冶生產過程中產生的放射性固體廢渣的特點是：非放射性或低放射性廢渣量大，放射性比強度低，堆存時需占較大的場地；中放射性廢渣的渣量較少，且放射性比強度較高，所含放射性物質主要為長壽命核素；部分廢渣中所含有價元素有回收利用價值，需要進行臨時堆存。


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在熔鹽電解和金屬熱還原方法生產的稀土金屬的過程中，由於受原料中的雜質含量、設備容器、操作工具、環境氣氛等因素影 響，上述兩種方法制得的稀土金屬雜質含量較高。純度一般在99%左右。隨著高新技術的飛速發展，諸多新型稀土功能材料對稀土金屬的純度提出了大於 99.9%、甚至99.99%的更高要求，有的還對部分非稀土雜質的含量做出限制。近年來，高純稀土金屬的應用不斷得到開發，比如高純鏑和鋱用於Tb- Dy-Fe大磁致伸縮材料，高純鋱、鏑、釓用於製備磁光靶材，高純鏑、鈥、鉺、銩用於高光效金屬鹵素燈，高純鉺、鈥用於磁致冷材料等。稀土金屬向高純化發 展已成為當今稀土金屬研究開發的重要課題之一。

稀土金屬中的雜質可分為稀土雜質和非稀土雜質兩種。稀土 雜質是指除主體稀土元素以外的其他稀土元素，稀土雜質含量的多少表示稀土元素分離程度的好壞，儘管現有的提純方法對去除稀土雜質的效果較差，但可使用含稀 土雜質極低的高純稀土氧化物來製備稀土金屬；非稀土雜質包括稀土元素以外的其他金屬、非金屬雜質，特別是C、O、N、H等雜質在金屬中溶解度低，多以氧化 物、氮化物、氫化物等形式存在，提純有一定難度。目前，稀土金屬的提純方法主要有真空蒸餾法、真空熔煉法、熔鹽萃取法、電遷移法、區域熔煉法、電解精煉法 以及區熔-電遷移聯合法等。稀土金屬的提純具有如下特點：稀土金屬性質活潑，容易與金屬和非金屬雜質發生作用，因此提純應在 氬氣或真空中進行，同時要選擇適宜的坩堝和冷凝器，避免對稀土金屬造成污染；任何一種提純方法對去除稀土金屬中的稀土雜質的效果都較差，因而應選擇稀土雜 質儘量低的稀土金屬作為被提純的原料；任何一種提純方法只能去除稀土金屬中的某些雜質，所以在選擇提純方法時要綜合考慮雜質的種類、純度要求、提純效果， 必要時採用幾種方法相結合除去雜質。


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