桑迪亚为从煤灰中开采稀土金属申请专利

桑迪亚国家实验室的科学家们为一种利用水、二氧化碳、高压和柠檬酸从煤灰中提取稀土金属的新方法申请了专利。该实验室的一名高级技术人员Guangping Xu说，这一过程如果得到发展，将达到如下两个目的。

首先，这是一种清理燃烧煤炭留下的残渣的新方法，而煤炭的残渣是很多的。估计有30亿吨煤灰分布在全国各地，而美国每年将额外产生约1亿吨煤灰。其次，稀土金属或元素的提取是一个国家安全问题，因为美国使用的这些有价值的金属绝大部分是从中国进口的。

Xu说，稀土由17种元素组成，包括铈、钷和铥，因其磁性、导电性和发光性而被利用。他说，它们被用于制造从电子和通信设备到风力涡轮机的部件。关于专利申请的一份文件说，2019年，美国进口了约1.6亿美元的稀土元素。

“这些元素使你每天购买和依赖的产品变得更好，”参与研究的桑迪亚主要技术人员Mark Rigali说。“你的LED电视有更鲜艳的颜色，而且它们在许多武器系统中有大量的应用，所以它们对国家安全至关重要。”

桑迪亚的科学家们已经在这个项目上研究了大约两年的时间，实验室在去年申请了专利，目前仍在审批中。这项研究的部分资金来自实验室指导研究和开发计划。

Xu说，如果研究结果最终导致了一种产品，他设想了一种容器，可以将煤装入并与水和柠檬酸混合。然后，当加入二氧化碳和高压时，这些成分混合在一起并形成浆液，可以从中提取重金属。

这个过程能获得更清洁的煤炭，无论是在燃烧前还是在燃烧后。目前存在的从煤灰中提取元素的类似方法使用的工业溶剂会成为危险废物，而该专利的方法使用的是石灰中发现的一种环境无害的酸。人们还认为桑迪亚的方法在分离和去除金属方面将更加有效。

研究人员说：“这使得煤炭行业能够减少修复成本。该方法即可以清理你的煤灰，又开采稀土金属。”

即使国家正在努力从煤电过渡到更多的可再生能源，Xu说：“在未来几年，煤炭仍将是国家电网的一个电力来源。”

“即使我们想过渡到清洁能源，但这不是很容易，”他说。“你仍然需要大量的能源，可再生能源只是一小部分。你仍然需要其他来源的电力，我们的工艺使煤炭更清洁。”

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