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美研究员开发出一种从磷石膏中提取稀土元素的方法

2020-07-14 14:57150观察网,中国新闻网

稀土元素,有工业维生素之称,是手机、计算机等许多高科技设备不可或缺的制造材料。全世界的稀土元素储量并不丰富,且分布不均,长期处于供应短缺状态。而最近,美国研究人员在《化学热力学杂志》线上版发表研究报告称,他们开发出一种从工业废弃物——磷石膏中提取稀土元素的方法,或可缓解稀土元素供应紧张局面。


美研究员开发出一种从磷石膏中提取稀土元素的方法


磷石膏是用磷酸盐矿石生产磷酸产生的废弃物,其中含有大量稀土元素。研究人员估计,全世界每年产生的磷石膏中含有大约10万吨稀土元素,这一数字与全球每年稀土氧化物总产量(12.6万吨)相差无几。尽管全球的磷石膏存量巨大,仅美国的存量就超过10亿吨,但有效利用率却很低。数量巨大的磷石膏废料不仅占用大量土地,还会造成环境污染,如何有效解决磷石膏资源化利用问题成为业界面临的一个难题。


此次,为了测试是否可以从磷石膏中提取稀土元素,美国爱达荷国家实验室、罗格斯大学等机构研究人员组成的研究小组,在磷石膏中掺杂了钇、铈、钕、钐、铕和镱等6种稀土元素,然后研究可用于提取稀土元素的各种方案。他们发现,一种利用氧化葡萄糖杆菌产生的化学混合物回收稀土元素的解决方案,效果十分明显。葡萄糖杆菌是一种常见细菌,能产生葡萄糖酸等有机酸,葡萄糖酸能溶解周围物质中的稀土元素,并通过一种称为“生物浸出”的过程将它们溶解到溶液中,而从溶液中沉淀出的稀土元素经纯化后即可用于工业生产。


研究人员指出,从矿石中提取稀土元素的常规方法会产生有毒物质和酸性污染物,他们的新方法对环境的危害较小,在经济上也可行。而全世界的磷石膏存量巨大,是一种不可忽视的稀土元素来源,从磷石膏中提取稀土元素的新方法若得以工业化推行,则足以有效缓解世界稀土供应短缺问题。


稀土、稀散元素是众多新兴战略性产业的幕后英雄。例如,锂是锂离子动力电池产业的重要原材料,铷、铯在卫星导航产品中不可或缺,铼则在高性能飞机发动机涡轮上一展身手。遗憾的是,这些元素虽拥有重大经济价值,分布却极其不均衡,存在较高供应风险。假如能够利用高科技,从工业废弃物中获得稀土、稀散元素,既实现废物循环利用,保护了生态环境,又获得很棒的经济效益,那真是当之无愧的变废为宝!(科技日报记者刘海英)


中国去年变成全球最大的稀土进口国


据路透社3月14日报道,分析师周三称,全球最大的稀土生产国中国去年成为最大进口国。


中国多年来一直是全球最大的稀土出口国,2018年稀土出口较上年增加4%至逾53000吨,但中国当年也成为最大稀土进口国是一个令人意外的情况。


咨询公司Adamas Intelligence的报告显示,中国去年进口了41400吨稀土氧化物及氧化物当量,较上年激增167%,报道称中国因打击非法稀土生产令国内产量下降。


Adamas的董事总经理Ryan Castilloux说,进口主要是来自缅甸和美国的矿物和化学浓缩物。


Castilloux对路透表示,2018年中国成为至少七种主要稀土的净进口国,这是30年来首次。


招商证券分析师刘文平周三在一份报告中表示,2018年进口量约为2015年之前的10倍,他还指出,中国已变成全球最大的稀土进口国。


Castilloux表示,美国将富含镧的矿石运往中国,然后购回其氧化物和化学产品。美国是中国稀土的主要市场。镧被用于精炼石油。


去年美国政府宣布对中国稀土征收进口关税,但随后收回了这项决定。


与此同时,缅甸去年成为了中国磁铁与合金生产企业所需镝、铽和钆元素的关键来源。


据观察者网此前报道,自然资源部和工业和信息化部此前公布2018年度稀土矿钨矿开采总量控制指标(第一批)。


2018年度全国第一批稀土矿(稀土氧化物REO,下同)、钨精矿(三氧化钨含量65%,下同)开采总量控制指标按照2017年度指标的70%下达。第一批稀土矿开采总量控制指标73500吨,其中离子型(以中重稀土为主)稀土矿指标12530吨,岩矿型(轻)稀土矿指标60970吨;钨精矿开采总量控制指标63900吨,其中主采指标51350吨,综合利用指标12550吨。


从数据上来看,2018年第一批稀土开采量和2017年同比上涨达40%,2017年国家规划的第一批稀土开采总量控制指标为52500吨。


工信部等12部委今年1月发文《关于持续加强稀土行业秩序整顿的通知》,《通知》提出,加大对重点资源地和矿山动态督查力度,坚决依法取缔关闭以采代探、无证开采、越界开采、非法外包等违法违规开采稀土矿点,没收违法所得,彻底清理地面设施。督促辖区内稀土集团每年按时公示其所属正在生产的稀土矿山名单和所有冶炼分离企业名单,接受社会监督,并在稀土产品追溯系统中如实填报原材料采购、实际产量、销售量、库存等信息。


磷石膏相关资讯介绍:


位于湖北襄阳樊城汉江河道边的一处工地上,大型机械近日正在紧张施工。


记者13日在现场看到,工人师傅正忙着对磷石膏体进行平整,同时还在修建地下防渗墙。再过几个月,这个已存在20多年的磷石膏堆场将建成江滩公园。


襄阳市樊城区水利局总工程师胡发忠告诉记者,该磷石膏堆场位于樊城区柿铺办事处汉江河道内,上世纪九十年代,由原襄樊市化工厂于堆放化工废料而形成。堆场内磷石膏等固体废弃物堆放量约90.47万立方米、总重量约108.564万吨。由于存在污染,被湖北省环保厅列为突出问题挂牌督办。


美研究员开发出一种从磷石膏中提取稀土元素的方法


为加快整治进度,樊城区政府成立了磷石膏堆场环境整治工程项目办公室,编制了工程可研报告和整改方案,并通过了发改部门和水利部门的审批。


根据整改方案,除对部分影响行洪的磷石膏清运外,对剩余磷石膏就地进行化学改性后再利用,同时在原堆场开展复绿工作,建设可供市民休闲的江滩公园。


为防止磷石膏渗透对江水造成污染,经环保专家多次考察论证后,设计修建3019米地下连续防渗墙,敷设11842平方米土工膜,同时加盖土层进行绿化。


胡发忠介绍,整个工程计划投资8900万元人民币,目前已完成总任务62%,预计6月底可全部完工。


磷石膏简介:


磷石膏是指在磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣,其主要成分为硫酸钙。


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磷石膏主要成份为CaSO4·2H2O,此外还含有多种其他杂质。同时,生产过程中,溶液中的HPO4-2根取代石膏晶格中部分SO4-2。


磷石膏一般呈粉状,外观一般是灰白、灰黄、浅绿等色,还含有有机磷、硫氟类化合物,容重0.733-0.88g/cm3,颗粒直径一般为5~15um,其主要成分为二水硫酸钙,其含量一般可达到70~90%左右,其中所含的次要成分随磷矿石产地不同而各异,一般都含有岩石成分Ca、Mg的磷酸盐及硅酸盐。我国目前每年排放磷石膏约2000万吨,累计排量近亿吨,是石膏废渣中排量最大的一种,排出的磷石膏渣占用大量土地,形成渣山,严重污染环境。

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