综合新闻 News
联系我们
  • 客服服务电话:021-64321087
  • 商业服务电话:13918059423
  • 技术服务电话:13918059423
  • 联系人:崔老师 
  • 服务邮箱:shxtb@163.com
  • 地址:上海市徐汇区桂林路100号8号楼107室

中科院广州地化所、深地科学卓越中心何宏平研究团队成功研发离子吸附型稀土的绿色、高效电动开采新技术

日期: 2022-11-03
浏览次数: 16

以下文章来源于中科院广州地化所 ,作者何宏平等

离子吸附型稀土是我国的特色资源,为全世界提供了90%以上的中重稀土。然而,现有的离子吸附型稀土开采工艺(铵盐原地浸取技术)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,严重制约了我国离子吸附型稀土资源的开采利用。面向国家稀土战略,研发新一代高效、绿色的开采技术迫在眉睫。为此,中科院广州地化所何宏平研究员团队研发了一种离子吸附型稀土电动开采新技术该技术的核心思想是通过外加电场驱动风化壳中稀土离子的活化、定向迁移和快速收集(图1)。该技术的稀土回收率大于90%,浸取剂用量减少80%,浸出液中有害杂质含量降低70%,不仅解决了稀土开采带来的环境污染问题,还显著提高了离子吸附型稀土的开采效率,具有绿色、高效的特点。

中科院广州地化所、深地科学卓越中心何宏平研究团队成功研发离子吸附型稀土的绿色、高效电动开采新技术

1. 离子吸附型稀土矿电动开采示意图

研究团队先后完成了土柱模拟实验、放大试验和场地示范。与传统铵法开采技术相比,电动法稀土开采的效率显著提高(图2A)。实验表明:电动法在67 h稀土回收率可达到96%,而传统铵法在130h稀土回收率仅为60%左右(图2B)。基于模拟实验和放大试验的结果,研究团队在广州周边某稀土富集区进行了原位场地试验。结果表明,仅11天,电动法稀土开采效率即可达到90%以上,且浸取剂用量较传统铵法降低了约80%,取得了良好的效果(图2C2D)。

中科院广州地化所、深地科学卓越中心何宏平研究团队成功研发离子吸附型稀土的绿色、高效电动开采新技术

2. A)土柱模拟实验结果,(B)放大试验结果,(C)原位场地试验结果和(D)原位场地试验现场图

此外,研究团队还发现了电动开采过程中的“自除杂”现象。与传统铵法相比,在电动法收集的浸出液中,杂质金属含量降低约70%。研究表明,在电动开采过程中,高价态的REE3+Al3+等优先迁移至阴极并形成高势垒,阻碍低价的杂质金属离子向阴极迁移,从而抑制杂质浸出。同时,Al3+Ca2+等杂质离子容易与阴极电解产生的OH-生成次生矿物,并沉淀在阴极附近(图3)。因此,电动法开采技术可依靠稀土与杂质金属的迁移性和反应性差异实现“自除杂”,可望显著降低稀土纯化的成本。

中科院广州地化所、深地科学卓越中心何宏平研究团队成功研发离子吸附型稀土的绿色、高效电动开采新技术

3. 电动法稀土开采过程的自除杂机制示意图

总之,该技术具有稀土提取率高、浸取剂用量少和杂质含量低等特点,有望成为新一代的离子吸附型稀土开采技术。同时,该技术也为其它以离子态等形式赋存的金属矿产资源(如红土型镍矿、风化型钪矿床等)的开采提供了技术支撑。

在该技术的研发过程中,团队形成了以国家发明专利“通电开采稀土矿的方法”为核心,涵盖矿体精准定位、稀土野外快速测定、绿色浸取剂制备等内容的专利群。目前,团队正与广晟有色金属股份有限公司合作开展应用示范。

该研究受到了广东省基础与应用基础研究重大项目(2019B030302013)、国家重点研发计划(2021YFC2901701)和国家自然科学基金(41825003)等项目的联合资助。相关研究成果近期在《自然-可持续》(Nature Sustainability)上发表,更多信息请参见原文。

论文信息:Gaofeng Wang(王高锋), Jie Xu(徐洁), Lingyu Ran(冉凌瑜), Runliang Zhu(朱润良), Bowen Ling(凌博闻), Xiaoliang Liang(梁晓亮), Shichang Kang(康石长), Yuanyuan Wang(王园园), Jingming Wei(魏景明), Lingya Ma(马灵涯), Yanfeng Zhuang(庄艳峰), Jianxi Zhu(朱建喜), Hongping He*(何宏平), A green and efficient technology to recover rare earth elements from weathering crusts, Nature Sustainability, 2022. DOI: 10.1038/s41893-022-00989-3

文章链接: https://www.nature.com/articles/s41893-022-00989-3



Hot News / 相关推荐
  • 2024 - 11 - 28
    点击次数: 1
    来源:市经信委11月27日上午,市经济信息化委组织的新闻通气会上介绍,2024专精特新中小企业发展大会将于12月1日至3日在上海举行。截至目前,上海专精特新企业数量达11466家,其中国家级专精特新“小巨人”企业数量达857家。2024专精特新中小企业发展大会主会场设在张江科学会堂。届时,工业和信息化部领导、上海市领导将出席大会并致辞,国家发展和改革委、财政部等国家有关部委、全国36个省市中小企业...
  • 2024 - 11 - 28
    点击次数: 2
    近期,中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部研究团队在Tm:GdScO3脉冲激光研究方面取得了新的进展。相关研究成果以“Output characteristics of an actively Q-switched Tm:GdScO3 slab laser at 2 μm band”为题发表于Physica Scripta。点击下方阅读原文查看通知全文↓↓↓↓↓↓阅读原文
  • 2024 - 11 - 27
    点击次数: 74
    来源:厦门钨业日前,厦门钨业(600549)稀土光电晶态材料研究所在采用泡生法生长大尺寸BGO闪烁晶体方面取得重大技术突破。经过两年的不懈努力,项目团队借鉴泡生法生长大尺寸蓝宝石晶体的成功经验,克服了包括两元组分偏离化学计量比导致的晶体着色问题、温场不均匀引起的毛坯形状扭曲等生长缺陷,通过不断优化坩埚几何要素、温度场和生长参数,成功生长出无色透明的BGO闪烁晶体。这一技术突破标志着厦门钨业在晶体生...
  • 2024 - 11 - 27
    点击次数: 57
    来源:化学加在材料科学领域,组装研究显著推动了将分子基元转化为具有新特性和功能的新材料。通过精巧的自组装,研究人员能够实现一些在分子层面上不可能出现的现象和特性,例如将非手性分子组装成手性结构、使同一发光分子在不同组装状态下表现不同的发光特性、以及实现室温磷光和聚集诱导发光等。这些突破在化学传感、分子封装、光学编码等领域引起了广泛关注。在相关组装研究中,稀土发光配合物尤其引人注目。这类配合物将稀土...
  • Copyright ©Copyright 2018  2020 上海市稀土协会 All Rights Reserved 沪ICP备2020034223号-1  沪公网安备 31010402010140号
    主办单位:上海市稀土协会 指导单位:上海市稀土材料开发应用办公室 承办单位:上海稀土产业促进中心 
    犀牛云提供企业云服务