2021年10月9日上午3:00 PDT

稀土金属提纯新技术

稀土元素,虽然不是特别稀有,但很难收集,对我们21世纪的生活非常有用。它们几乎应用于我们所有的电子技术,从手机到风力涡轮机。没有足够的供应,我们将难以生产许多我们的电子奢侈品,我们几乎所有的可持续技术。虽然回收电子能帮上忙,我们没有一个高效,安全的方法来恢复这些材料。我们大部分的电子垃圾被运往海外,其中法规更加轻松和廉价劳动力可以拆卸的材料没有严格的环保和安全法规。

还记得高中的元素周期表吗,有两行元素从表里切出来放在最下面。最下面一行是锕系元素,用于核科学。锕系元素上面那一行是镧系元素,它们构成了大部分的稀土元素,加上另外两种不在那一行的元素,钇和钪。但它们很难处理。它们几乎总是少量被发现,全部都与其他元素混在一起。目前提炼这些物质的过程有数百个阶段,包括用酸溶解、化学分离和在复杂反应中提取物质。所有这些化学反应都需要大量的时间和金钱投资,并产生大量的液体废物。

宾夕法尼亚州立大学和劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的研究人员最近发表了一项新的研究证明概念证明使用来自细菌称为lanmodulin分离的蛋白质的简单得多的提取分离方法。蛋白质结合到从海藻制成凝胶状微珠是悬浮在一列中。然后元件的液体悬浮液通过该柱倾倒,并且蛋白质抓住稀土元素而液体漏极的其余部分进行。然后,他们能够改变周边微珠的变量使蛋白质释放稀土材料。

他们的一些测试能够提取纯度高达99%的稀土元素。提取也只带走了一两个周期这将大大减少获取这些材料对环境的影响,并为从电子垃圾和酸性矿山废物池等非常规来源回收更多材料提供机会。尽管他们的方法仍然需要扩大规模,但这是我们的科技供应链技术上的一个巨大进步。这种新工艺可以使美国从中国在稀土金属加工方面近乎垄断的地位中解放出来,并加强我们在地缘政治中的地位,同时推进我们的可持续发展和环境目标。

来源:ACS中央科学美国地质phys.org.美国地质调查局

关于作者
  • 一个专门的,充满激情的博物学家,自然摄影师,和淡水生物学家。
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