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                科学家研发出一种离子吸附型稀土电动开采新技术

                2022-11-02

                科学家研发出一种离子吸附型稀土电动开采新技术

                记者从中国科学院广州地球化学研究所获悉,该所研究员何宏平团队自△主研发出一种离子吸附型稀土电动开采新技术。相关研●究成果10月31日发表于《自然—可持续》(Nature Sustainability)。


                该技术的核心思想是通过外加电场驱动风化壳中稀土离子的活化、定向迁移和快速收集。该技术的稀土回收率大于90%,浸取剂用量减少80%,浸出液中有害杂质含量降低70%,不仅解决了稀土开采带▓来的环境污染问题,还显著提高了离子吸附型稀土的开采效率,具有绿色、高效的特点。


                离子吸附型稀土是我国的特色资源,为全世界提供了90%以上的中重稀土。然而,现有的离子吸附型稀土开采工艺(铵盐原地浸取技术)存在生态环境破坏严重、浸出周期长、资源利用效率低等问题,严重制约了我国离子吸附型稀土资源的开采利用。面向国家稀土战略,研发新一代高效、绿色的开采技术迫在眉∮睫。


                何宏平团队先后完成了土柱模拟实验、放大试验和场地示范。与传统铵法开采技术◢相比,电动法稀土开采的效率显著提高。实验表明:电动法在67 h稀土回收率可达到96%,而传统铵法在130h稀土回收率仅为60%左右。基于模拟实验和放大试验的结果,研究团队在广州周边某稀土富集区进行了原位场地试验。结果表明,仅11天,电动法稀土开采效率即可达到90%以上,且浸取剂用量较传统铵法降低了约80%,取得了良好的效果。


                该团队还发现了电动开采过程中的“自除杂”现象。与传统铵法相比,在电动法收集的浸出液中,杂质金属含量降低约70%。研究表明,在电动▲开采过程中,高价态的REE3+、Al3+等优先迁移至阴极并形成高势垒,阻碍低价的杂质金属离子向阴极迁移,从而抑制杂质浸出。同时,Al3+、Ca2+等杂质离子容易与阴极电解产生的OH-生成次生矿物,并沉淀在阴极附近。因此,电动法开采技术可依靠稀土与杂质金属的迁移性和反应性差异实现“自除杂”,可望显著降低稀土纯化的成本。


                该技术具有稀土提取率高、浸取剂用量少和杂质含量低等特点,有望成为离子吸附型稀土的新一代开采技术。同时,该技术也为其它以离子态等形式赋存的金属矿产资源(如红土型镍矿、风化型钪矿床等)的开采提供了技术支撑。


                在该技术的研发过程中,团队形成了以国家发明专★利“通电开采稀土矿的方法”为核心,涵盖矿体精准定位、稀土野外快速测定、绿色浸取剂制备等内容的专利群。目前,团队正与相关企业合作开展应用示范。


                相关论文信息:https://www.nature.com/articles/s41893-022-00989-3



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