從智能手機到太陽能發(fā)電機，稀土元素都在其中扮演著重要的地位，更是各個國家不可或缺的戰(zhàn)略資源。目前，全球僅少數(shù)幾個地區(qū)能夠長期開采珍貴的稀土礦藏，而中國就是名副其實的稀土資源大國，已探明儲量占全世界23%，令全世界羨慕。 不過，近日我國科學家們又發(fā)現(xiàn)了一種新的稀土獲取方法，無需通過復雜的工藝條件從地面開采、花費高昂的成本，甚至對環(huán)境造成破壞。 這種方法可以從磷酸鹽巖廢料（或磷石膏）中提取稀土元素?？茖W家使用細菌產(chǎn)生的有機酸來實現(xiàn)從磷石膏中提取稀土元素的目的。通過多次嘗試，研究人員將礦物和生物酸混合物進行萃取，最終提取出了釔、鈰、釹、釤、銪和鐿等六種珍貴的稀土元素。 原始的的磷酸鹽巖廢料中含有水分，在干燥時會形成堅硬的外殼，而通過存在于水果和蜂蜜中的天然葡萄糖酸來萃取廢料中的稀土元素可以有效進行。 科學家表示，這種方法可以得到更廣泛的應用，從而使稀土變得不再那么難以獲取。研究使用的合成磷石膏是從磷酸生產(chǎn)肥料的廢料中提取出來的，這種方法的成功將使得稀土資源的獲取更少依賴于天然稀土礦藏，能減少傳統(tǒng)稀土元素提取過程中有毒化學品的使用。 數(shù)據(jù)顯示，世界上每年約有10萬噸稀土廢棄物最終和磷酸鹽巖廢棄物混合傾倒。盡管其中的稀土元素僅占磷酸鹽巖廢料的0.1％左右，但即使是如此低的比率依然能夠從中提取出100噸左右的稀土元素，將稀土氧化物（如氧化鈰）的利用率和其生產(chǎn)率幾乎翻了一倍。 盡管稀土資源在全球分布廣泛，在地殼中含量較為豐富，但在實際開采中面臨著成本和工藝的高標準，難以提純。在美國封鎖稀土開采的前提下，中國目前控制著世界上90％的稀土產(chǎn)量，但中國的稀土儲量在1996-2009年間大跌37%，僅剩2700萬噸。其中相當大一部分更被日本、韓國等電子元件生產(chǎn)大國所購進、囤積。 按現(xiàn)有的生產(chǎn)能力和速度，中國的中類和重類稀土資源儲備僅能維持15-20年，一旦到2040年前后就必須依賴國外進口才能滿足內(nèi)需。因此，尋找新的稀土獲取源變得相當迫切。 開發(fā)新一代智能手機、探索可再生能源技術、生產(chǎn)電動汽車、研發(fā)新的軍事武器都離不開稀土的供應，穩(wěn)定的稀土供應在今天來看是至關重要的。希望這項新研究能讓稀土元素資源更容易獲得，也更讓社會經(jīng)濟更加可持續(xù)發(fā)展。 作者/朱張航宇 參考文獻：Bio- and mineral acid leaching of rare earth elements from synthetic phosphogypsum, The Journal of Chemical Thermodynamics, Volume 132, May 2019, Pages 491-496 |
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