從煤炭廢料中提取稀土元素

煤礦開採產生的煤炭廢料會污染附近的水道,產生富含重金屬的酸性水。研究人員正在尋求利用這種酸性礦井排水來獲取稀土元素。

煤礦開採會污染附近的水道圖片

在阿巴拉契亞(Appalachia)的煤炭之鄉,研究人員設想將有毒廢物變成財富。廢棄礦井留下的污染是一個尚未開發的稀土元素來源。稀土是一套有價值的17種元素,從智慧手機和電動汽車到螢光燈和雷射器,都需要稀土。隨著全球需求的激增和中國對稀土生產的近乎壟斷—美國只有一個活躍的礦場—人們對尋找替代資源產生了濃厚的興趣,例如加強回收利用。

在煤礦關閉後的很長一段時間裡,它可能會留下許多廢棄物。當採礦留下的一些岩石暴露在空氣和水中時,會形成硫酸並從岩石中提取重金屬。這種物質會污染水道且對野生動物造成危害。位於摩根敦的西維吉尼亞州水研究所所長Paul Ziemkiewicz認為,從所謂的酸性礦井排水中回收稀土並不能完全滿足對金屬日益增長的需求。但他指出了幾個好處。

煤灰中存在的稀土元素圖片

(图片来源:Park S/Journal of Hazardous Materials

與從典型的稀土礦挖出的礦石不同,排水中富含最需要的稀土元素。此外,從酸性礦井排水中提取也不會產生通常是稀土礦副產品的放射性廢物,因為稀土礦中通常含有鈾和釷。而且從實際的角度來看,現有的處理酸性礦井排水的設施可以用來收集稀土進行加工。據Ziemkiewicz及其同事估計,從已經處理酸性礦井排水的幾百個地點中,每年可以生產近600公噸的稀土元素和鈷。目前,西維吉尼亞州的一個試點項目正在利用從一個煤炭廢料處理現場回收的材料,提取和濃縮稀土。

參考來源:https://www.sciencenews.org/article/coal-waste-rare-earth-elements-recycling

 

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