各國關於粉煤灰提取稀土元素的研究

详细资料: 分类：稀土知識新聞價格; 发布于 2017年6月05日星期一 15:15; 点击数：1380

隨著稀土資源的持續開採、高昂的環境代價，以及新興領域對稀土需求的日益增長，多國提出了加強稀土回收研究，利用經濟可行的方法尋找更多稀土來源的要求。據相關資料顯示，許多煤田擁有較高的稀土水準，初步估計全球粉煤灰中的稀土元素含量平均為445ppm，並且已有多份關於粉煤灰的稀土元素含量報告顯示其含量遠超過全球平均含量。

全球每年產生的粉煤灰量可觀，尤其中國煤炭發電的比重很大，因此形成的粉煤灰與日俱增，如果能成功從粉煤灰中規模化提取稀土，將廢棄的煤灰變廢為寶，不僅保護生態環境，而且能夠有效進行資源的回收迴圈利用，其戰略意義、環境效益、社會效益和經濟價值巨大，未來能否從煤和煤的副產品中工業化提取稀土的前景取決於研究的進展。

煤炭圖片

歐洲

2010年歐盟原材料供應集團發佈的報告突出強調了一組被確定為緊缺的材料：“如果存在供應短缺的風險以及它們對經濟的影響程度相比其他大部分原材料更顯著”，則確定該原材料為緊缺。分析結果按照歐盟水準確定14種原材料為緊缺材料，稀土元素（REY）(15種鑭族稀土元素加釔和鈧)也包括在名單中。

Rock Tron 國際煤飛灰處理公司獲取的來自英國和波蘭的6份不同的粉煤灰樣品，其中波蘭的煤飛灰采自於煙煤；英國的樣品采自於半無煙煤和煙煤/生物質混合灰。每個樣品被篩分為不同細微性的6部分，RockTron煤飛灰處理實驗工廠根據痕量元素分析，將煤飛灰（0.2g）制樣添加到硼酸鋰熔劑（0.9g），充分混合，同時在1000℃熔爐中溶化。待熔體冷後，將其溶解在100ml濃度4%硝酸/濃度2%鹽酸溶液中。隨後採用電感耦合等離子體質譜儀（ICP-MS）進行分析，所有的粉煤灰顯示大致相似的稀土元素分佈。來自英國的一份樣品中粉煤灰總稀土氧化物含量最高，樣品分析值達到579ppm。實驗資料表明，粉煤灰堆料包含可觀稀土元素儲量的潛力，同時證實了按大小分類的粉煤灰中的稀土元素含量隨著篩分顆粒尺寸的減少而增高。對中試車間不同節關上的粉煤灰樣品中的稀土元素含量進行了分析，分析結果顯示，來自英國的一份粉煤灰樣品中的細粒和粗粒飛灰殘餘都可視作潛在的稀土元素的儲量，建議著手研究粉煤灰中稀土元素的提取技術的可行性。

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美國

2010年，美國能源部國家能源技術實驗室啟動了一個小規模調查工作來研究如何從煤和煤的副產品中提取稀土元素。美國國會已經認識到這種資源的重要性，同年美國擴大其工作程度，進一步評估包含在地下煤炭和來自於選煤廠和電廠（燃燒後的物質）煤炭副產品廢棄煤中潛在的稀土金屬資源。

美國能源部從煤炭和煤的副產品中回收稀土元素的研究、開發與示範計畫總體目標是在2023～2025年實現美國國內稀土分離技術的技術經濟可行性。回收稀土的技術主要集中在從總稀土含量至少300ppm的煤和煤的副產品中分離和回收稀土元素等方面的技術。通過開展實驗室稀土元素分離專案和通過實驗室規模中間實驗階段的可行性示範，最終實現稀土分離技術的商業部署。從煤和煤的副產品中回收稀土元素的研究、開發和示範計畫包括5個核心技術領域：一是資源採集與特性描述；二是分離技術的發展；三是可擕式稀土元素感測器的開發；四是工藝和系統建模；五是技術經濟分析。

據美國能源部國家能源技術實驗室2015年12月公佈資訊，選定10個專案獲得經費支持，開展從煤和煤的副產品中回收稀土元素的研究，選定的專案通過開發更具成本效益和環保的方法技術來推動計畫目標的實現。美國能源部在10個專案中投資超過800萬美元，開發從美國煤和煤的副產品中有效回收稀土的實驗室規模和中試規模相關技術。

投資項目主要分兩個領域：一是實驗室規模開發；二是從煤和煤的副產品中經濟地分離、提取混合稀土精礦的中間階段實驗技術，包括從煤炭相關操作中分離固體和液體。其中，第一階段包括與煤炭相關物質的採樣和特性描述，比如煤層頂底板物質，和/或從煤灰回收稀土的合適物質；技術經濟可行性研究；並提出稀土回收技術的系統設計。

在第一階段結束，每個項目將提供他們的研究成果，為提前進入第二階段的評估以及提前考慮最後階段工程系統的設計。預計多達兩個實驗室規模的專案和兩個試點規模的專案將提前進入第二階段。這些第二階段項目的成功實施，將會引領美國國內從煤和煤的副產品中經濟回收稀土元素技術的發展與應用。

2016年11月，美國能源部國家能源技術實驗室（NETL）公佈選定5個新項目獲得研究經費，繼續支持對高濃度的稀土元素的煤和煤的副產品的研究。這些為期18個月的項目將致力於對美國國內不同地區的煤炭和煤的副產品的識別和現場取樣，並開展化學分析以確定含高濃度（大於300ppm）稀土的區域，新支援的5個專案是對美國從煤炭和煤的副產品中回收稀土元素的研究、開發與示範計畫已有研究工作的補充。

（原文參考中國礦業報）

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