港媒关注：中国新技术实现“前所未有”的稀土生产速度

【文/观察者网刘成辉】香港英文媒体《南华早报》1月12日报道称，中国科学家开发出一种开采稀土金属的新方法，这种方法更加环保，可以以更可持续的方式使用。增加稀土产量，同时减少采矿时间、能源消耗和控制废物的方法。

据介绍，这种基于电场的新方法实现了“前所未有”的95%稀土回收率，同时缩短了70%的开采时间，节省了60%的电力。与传统方法相比，这种新方法可以减少95%的氨氮排放，这些氨氮来自采矿中使用的浸出剂。

稀土矿物（资料图）视觉中国

中国科学院广州地球化学研究所研究团队1月6日在同行评审期刊《自然·可持续发展》上发表论文写道：“稀土元素（REEs），特别是重稀土元素（HREEs），快速过渡到脱碳世界的关键推动者。”

铈、镧和钕等稀土金属用于各种低碳技术，包括制造风力涡轮机、催化转换器和电池的磁铁。

另一方面，尽管稀土金属在发展低碳技术方面发挥着至关重要的作用，但由于与其开采相关的“不良”环境记录，其供应受到限制。传统采矿需要将大量浓缩铵溶液注入风化的结皮土壤中以回收这些元素，这可能导致有害排放、水污染和土壤退化。

中国是世界上最大的稀土生产国和储备国。据美国地质调查局（USGS）报告，2023年中国稀土产量将达到24万吨，约占全球的三分之二，储量将达到4400万吨，占全球的40%。世界。报告还显示，中国生产了全球98%的镓和60%的锗； 2019年至2022年，美国进口的锑矿石及其氧化物中有63%来自中国。

虽然稀土在全球生产中发挥着关键作用，但传统的风化壳型稀土开采工艺——铵盐原地浸出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。 2018年后又被我国禁止，进一步限制了稀土的供应。

针对这一问题，研究团队于2023年提出了提取稀土元素的电采矿（EKM）技术，用于从风化壳中绿色高效地回收稀土元素。 EKM 技术在稀土沉积物的顶部和底部施加电压，产生电场，加速稀土元素和水向阴极迁移。

但在实际应用中，该技术仍面临一系列问题和挑战，包括电极在潮湿、腐蚀环境下长期运行的稳定性、大规模矿区应用时可能出现的渗滤液泄漏以及地下水文等。条件和矿山条件。块体结构对稀土回收率的复杂影响。

团队通过深入凝结科学问题和核心技术研究，进一步开发和完善稀土电驱开采新技术，开发新型防腐低阻惰性导电材料，设计高压防渗策略并创新性地采用周期交变通电方式，将该技术成功应用于5000吨土石方规模的稀土矿试采。

在新论文中，研究团队在中国南方梅州的一个矿山进行了测试，展示了其在工业规模上使用的能力。当受到电极产生的电场影响时，稀土元素会移动并聚集以进行恢复。此过程中仍使用浸出剂，但用量显着减少。

该团队写道：“严格的环境风险评估显示，氨氮排放量减少了 95%，这表明环境影响显着减少。”

应用该技术四个月后，矿井周围地下水水质保持稳定，测试期间没有发生泄漏。

与他们方法的高回收率相比，传统采矿的回收率只有40%至60%。

研究小组写道：“使用动电采矿（EKM）技术，稀土元素的回收率在60天内达到95.5%，而使用传统浸出方法在60天内只能回收15%左右。”

传统技术还会导致其他金属元素的共浸，这进一步增加了纯化和分离的成本。

为了解决矿山的腐蚀环境问题，中国团队还开发了一种新型塑料电极，可以减少腐蚀，同时仍提供高导电性。

虽然通过这种新方法获得1吨矿石的生产成本略高于传统方法，但该团队表示成本“大致”相当，证明了其经济可行性。该团队写道：“与传统技术相比，电采矿方法会产生更高的电力相关成本……但会显着降低化学相关成本。”

这还没有考虑环境成本。该团队表示，考虑到环境成本，“传统技术的生产成本是电动采矿技术的三倍”。

“我们的结论是，电力技术的使用为更可持续的采矿业带来了巨大的机会，同时有助于向低碳经济转型。”