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