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煤炭廢料可提取用于智能手機(jī)的稀土元素
發(fā)布時(shí)間:2022.02.10        閱讀次數(shù):

對智能手機(jī)和電動(dòng)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(jī)觸摸屏、電動(dòng)汽車電機(jī)、風(fēng)力渦輪機(jī)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?yàn)楸仨毻诔龃竺娣e土地來提取少量的資源。

德克薩斯州休斯頓萊斯大學(xué)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(shí)留下的一種黑色細(xì)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(xué)進(jìn)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?!盩our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(fèi)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。”

目前,這項(xiàng)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(kuò)大規(guī)模并提取商業(yè)數(shù)量的稀土元素。