美国开发出从粉煤灰提取稀土工艺

2021-07-21 10:41
 
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    据悉,美国佐治亚理工学院研究人员发明了一项简而易行的工艺,利用离子液体从粉煤灰中提取稀土而且不产生有毒物质。

  在发表于环境科技(Environmental Science & Technology)的论文中,科学家解释称,离子液体环保且可重用。特别是,双三氟甲磺酰亚胺甜菜碱或[Hbet][Tf2N]可以选择性溶解稀土氧化物而不是其他金属氧化物。

  科学家称,当加热时,离子液体可以溶于水,冷却后,能变为两相。了解到这点后,他们开始试验受否能够从粉煤灰中有效和选择性地将有用元素从粉煤灰中分离出来,以及是否能够有效清洁,开发一种安全而不造成大的污染的工艺。

  为此,研究团队用碱性溶液对粉煤灰进行了预处理并干燥。然后,加热了与[Hbet][Tf2N]同在水中的粉煤灰,形成单相单相。冷却后溶液被分离。离子液体能够从新鲜粉煤灰中提取超过70%的稀土元素,而已经在尾矿池中堆放多年的风化后的粉煤灰回收率甚至更高(97%)。该工艺的最后一个步骤是用稀酸从离子液体中提取稀土元素。

  研究人员发现,在淋滤过程中增加甜菜碱可以提高稀土元素萃取量。能够回收的稀土元素包括钪、钇、镧、铈、钕和镝。

  最后,该团队还实验离子液体的重用性,用冷水去除多余的酸,并发现经过三轮淋滤清洗,萃取效率没有什么变化。“这种低排放的方法能够产生富含稀土且杂质有限的溶液,也可用于从尾矿池中的粉煤灰中回收贵金属”,科学家在媒体发布会上表示。这种方法对于产煤地区,比如怀俄明州非常重要。在当前化石燃料需求下降的情况下,他们正在寻求重新投资当地产业。