蛋白质工艺可能革新稀土提取

蛋白质工艺可能革新稀土提取。据《化学与工程新闻》报道，宾夕法尼亚州立大学的Joseph A. Cotruvo Jr.和劳伦斯-利弗莫尔国家实验室的Dan M. Park领导的团队现在已经开发出一种替代工艺，可以在不需要有机溶剂的情况下开采这些资源，改善对稀土元素（REEs）的提取，同时有助于避免工业浪费。

据该团队称，一种与REEs结合的蛋白质可用于从低品位来源中提取和分离这些有价值的金属。

稀土元素包括 15 种镧系元素以及钪和钇，其中许多元素对电动汽车、风力涡轮机和发光二极管等产品的需求量很大。

新工艺依赖于lanmodulin，这是一种对镧系元素具有很强亲和力的抗酸小蛋白。它是由某些消化甲烷的细菌产生的。

报告称，当金属离子的酸性溶液通过色谱柱时，lanmodulin会从溶液中夺取稀土元素，同时让铜或锌等其他元素直接通过。

然后可以通过改变溶液的pH值或添加柠檬酸盐等反离子来螯合REEs，从而释放出REEs。Cotruvo说，这个过程中的酸和柱子本身可以多次重复使用。

该团队在从煤灰中浸出的溶液上测试了该净化柱。通过该柱子一次就足以产生一种富集的溶液，其中88%的金属离子是REEs，纯度提高了2,000倍。

“这令人印象深刻，因为它是从不到0.1%的REEs开始的，所以它是一个真正的大升级，”Cotruvo说。通过仔细调整pH值，研究人员可以分两批从柱子中进行稀土提取，分别含有较轻和较重的REEs。

报告说，这项技术还可以完全分离两种REEs的混合物，包括钕和镝，它们通常在含有稀土磁铁的电子废物中一起出现。

Cotruvo说：“如果我们要回收电子废物，这是最重要的分离之一。从模仿这类废物成分的溶液开始，研究人员使用了几个分离周期来回收80%以上的每种元素，每种元素的纯度都超过了99%。”

慕尼黑路德维希-马克西米利安大学（Ludwig Maximilian University Munich）的生物无机化学家Lena J. Daumann说：“这是一个很好的示范，说明一个自然系统可以被用来解决分离镧系元素的问题，而且几乎没有改变过。这种基于蛋白质的方法，一旦扩大规模并优化为一个连续的过程，可能是一种真正有希望的低级来源的技术。”

REE是‘化学中的维生素’，美国地质调查局的稀土矿物商品专家丹尼尔-科迪尔说：“REE帮助一切事物表现得更好，而且它们有自己独特的特性，特别是在磁性、耐温性和抗腐蚀性方面。”

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