研究人員深入北達科他州的煤層中尋找稀土元素

北達科他州的褐煤煤層中富含生產手機觸控式螢幕、導彈制導系統以及混合動力汽車的電機和電池所需的稀土元素。

研究人員知道，該州的煤炭中存在釹和鑭等稀土元素，但他們想弄清楚將其投入使用是否可行。位於大福克斯（Grand Forks）的北達科他大學（University of North Dakota）能源與環境研究中心的工程師John Kay說：“這些材料有很多在地球上比黃金更豐富，使它們變得稀有的原因是，無論你在哪裡找到它們，它們的濃度都不是很高。這使得它們很難被大量提取。”

稀土和臨界元素存在於週期表中，並與植物留下的有機結構有關，這些植物經過數百萬年的分解形成了煤炭。Kay領導著一個由20人組成的EERC小組，他們將在未來一年內評估北達科他州圍繞稀土、關鍵礦物和碳礦石的產業潛力。

許多從事煤炭工作的人都渴望瞭解他們的發現。一些煤礦公司和燃煤電廠的經營者已經投資這個價值245萬美元的專案，該專案已獲得美國能源部110萬美元的獎勵，並通過北達科他州工業委員會獲得75萬美元的撥款。

褐煤能源委員會負責研究和開發的副總裁Mike Holmes表示：“你可以從北達科他州的煤層等資源中提取和加工稀土。你也可以尋找機會啟動工業，製造一些需要稀土元素的產品。”

Kay說：“當許多人聽到煤這個詞時，他們認為你在談論一種燃料，但我們正試圖超越這一點，這有多種原因。煤炭行業面臨著來自天然氣和可再生能源的經濟挑戰。宣導者說，關鍵礦物和稀土的生產可以幫助維持和創造與煤炭有關的工作。同時，聯邦政府希望開發國內的礦物資源，電子、國防和汽車工業等對這些礦物的需求量很大。”

世界上大部分的稀土元素供應來自中國，中國也製造利用這些材料的產品。根據北達科他州地質調查局今年早些時候發表的一份報告，在過去13年裡，中國頒佈了生產和出口配額。

報告指出：決定在生產這些元素的可行性的因素之一是這些材料的價格是否保持高位。也許最不可預測的變數是每一種關鍵礦物商品的未來市場價格，它們通常根據供求關係而波動。

近年來，該州的幾個機構已經深入研究了這個話題，包括地質調查局，該局自2015年以來一直在北達科他州西部煤層中收集褐煤樣本，以檢測稀土和關鍵元素。這項工作的大部分涉及到從該州西南部收集樣本，那裡層在20世紀50年代和60年代曾開採過高濃度鈾的褐煤。

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