對智能手機和電動汽車至關(guān)重要的稀土元素，如今可以從煤炭廢料中提取，而不是靠地下開采。
釹、銪、鋱和其他曾經(jīng)鮮為人知的稀土元素，由于其具有磁性和電子特性，目前在手機觸摸屏、電動汽車電機、風力渦輪機和其他現(xiàn)代技術(shù)中的應(yīng)用很常見。不過，開采它們卻是昂貴和低效的，因為必須挖出大面積土地來提取少量的資源。
德克薩斯州休斯頓萊斯大學的James Tour和同事想出了一種從粉煤灰中回收此類金屬的方法。粉煤灰是發(fā)電廠燃燒煤炭時留下的一種黑色細粉末。
他們開發(fā)出一種名為“閃光焦耳加熱”的技術(shù)——將粉煤灰填充到石英管中，并通過一秒鐘的大電流將其加熱到3000℃。相關(guān)成果近日發(fā)表于《科學進展》。
這種快速加熱打破了粉煤灰中含有稀土金屬的微小玻璃球。它還能將磷酸鹽中的金屬轉(zhuǎn)化為更容易用弱酸分離出來的氧化物。
“每噸粉煤灰只含有大約半公斤的稀土元素，但由于我們有幾十年煤炭燃燒留下的堆積如山的粉煤灰，所以可以提取的稀土元素總量是巨大的。”Tour說。
研究人員還表明，“赤泥”（鋁生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢物）以及被磨成粉末的廢棄消費電子產(chǎn)品，也可以用同樣的方式回收稀土元素。
“快速加熱過程會從這些材料中釋放出有毒重金屬，但它們釋放出來后很容易被捕獲?！?Tour說，“剩下的灰燼可以與混凝土混合，以便回收利用?！?/span>
目前，這項技術(shù)已被授權(quán)給一家名為Universal Matter的公司，該公司將設(shè)法擴大規(guī)模并提取商業(yè)數(shù)量的稀土元素。
