由桑迪亚国家实验室制作 桑迪亚国家实验室提取稀土金属的方法与现有方法的比较表明,使用柠檬酸更有效
信用:广平X 在大自然意想不到的恩赐中,一种无害的食品级溶剂被用来从煤灰中提取极受欢迎的稀土金属,在不破坏环境的情况下减少了煤灰的数量,同时增加了一种重要的国家资源
煤灰是不需要的,但广泛存在的燃煤残余物
稀土金属被用于从智能手机到潜艇的各种高科技设备
这种使用二氧化碳、水和食品级柠檬酸的分离方法是桑迪亚国家实验室专利申请的主题
该项目的首席研究员许广平·桑迪亚说:“这项技术不仅以无害环境的方式回收稀土金属,而且实际上将通过减少遍布美国的煤炭废物的毒性来改善环境。”
他说:“从煤灰中无害提取稀土金属,不仅为国家提供了计算机芯片、智能手机和其他高科技产品(包括战斗机和潜艇)所必需的材料来源,还使煤灰更清洁、毒性更低,使其能够直接再用作混凝土填料或农业表土。”
徐说,这种方法如果被广泛采用,可以将目前被视为环境弃儿的煤灰变成商业上可行的产品
稀土金属的环保开采方法 徐说,在采矿中用作化学分离器的最常见的酸——硝酸、硫酸或磷酸——也能够从煤灰中提取稀土金属,但会产生大量酸性废物,使环境状况比以前更糟
“对环境有害的酸会增加清理成本,超出美国的经济可行性
" Sandia工艺是由徐实施的,该工艺使用柠檬酸作为稀土金属的载体,从而将稀土金属从主体材料粉煤灰中分离出来
使用超临界二氧化碳溶剂有助于提取过程
徐的桑迪亚同事熊建议使用柠檬酸,这是一种常用的环保化学物质,用于将金属保存在溶液中
徐发现,在不到一天的时间里,在华氏158度(摄氏70度)和每平方英寸1100磅(约为普通大气压的70倍)的压力下,该方法提取了煤矸石样本中42%的稀土金属
全球95%的稀土金属资源位于中国的矿山,在使用破坏环境的方法时,实现的分离效率较低
徐说:“理论上,一家美国公司可以利用这种技术开采煤炭和煤炭副产品来生产稀土金属,并与中国的矿业竞争。”
此外,对美国来说
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出于国家安全的目的”拥有稀土金属的替代来源以避免受制于外国供应可能是合理的
" 徐说,单独将煤灰解毒以供再利用应该是值得的
不缺煤灰作为原料
根据2016年发表在《环境科学与技术》杂志上的一篇论文,“每年大约产生1.15亿吨煤燃烧产物,这一总和包括4500万吨粉煤灰”,这是最轻的一种煤灰
徐说,这些数字今天仍然令人感兴趣
他说:“如果我们不对煤灰进行解毒和再利用,那么它将被遗弃在池塘和垃圾填埋场,并花费数十亿美元进行长期清理。”
为了帮助降低这种结果的可能性,“我们期望在不久的将来在更大的容量和各种煤基资源上测试我们的提取技术
" 碳封存也是一种可能性 这项技术也可能为二氧化碳的再利用和封存开辟一条新的途径,徐的桑迪亚同事马克·里加利说,他和徐一起正在探索利用柠檬酸和超临界二氧化碳从富含金属的油气页岩中开采金属
里加里说:“利用现有的油气压裂井,柠檬酸和超临界二氧化碳可以经济高效地用于开采金属,同时处理地下的二氧化碳。”
里加里说,地下储存的二氧化碳应该可以防止它进入大气层,从而导致气候变化
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