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: 221

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
  • 2026 - 06 - 04
    点击次数: 16
    来源:X-MOL直接甲醇燃料电池(DMFC)技术的持续发展对高性能、高耐久性贵金属基电催化剂的研发提出了日益严苛的要求。本文通过溶剂热共组装策略,合理设计并合成了由二氧化铈纳米棒与石墨烯构成的三维(3D)交联纳米结构复合催化剂(CeO2 NRs-G)。超细铂纳米颗粒被均匀锚定于该分级多孔骨架上,形成Pt/CeO2 NRs-G催化剂。该3D纳米结构兼具石墨烯的高导电性与多孔网络结构,可有效促进物质与...
  • 2026 - 06 - 03
    点击次数: 38
    来源:X-MOL相较于其他铜掺杂纳米氧化铈材料,于近室温条件下制备的8% Cu–纳米氧化铈在水煤气变换(WGS)反应中展现出优异的催化性能,但其原因十年来一直不甚明确[Si, R. 等,Catal. Today 2012, 180(1), 68–80.]。为探究该现象,我们对采用相同共沉淀法制备的、含铜量为0–16%的纳米氧化铈晶粒进行了电导率测试,并结合对分布函数(PDF)分析获得的结构信息开展...
  • 2026 - 06 - 03
    点击次数: 39
    来源:X-MOL绿色光催化氧化材料作为环境和化学工程可持续发展的环保策略,吸引了广泛的研究关注。在这项工作中,在温和条件下,以溶温合成了一种新型二维铈基金属有机框架(Ce-MnTCPP)。该框架由锰卟啉配体 MnTCPP 构建,这是一种锰卟啉配体,由 Mn 2+ 离子与四氢喧啶卟啉(TCPP)及铀离子配位形成,已被证明是选择性氧化四氢喹啉的高效光催化剂。在 395 纳米 LED 照射下,其催化性能...
  • 2026 - 06 - 02
    点击次数: 60
    来源:X-MOL为寻找高效的二氧化碳还原光催化剂,稀土元素掺杂因其独特的电子结构和能级而受到广泛关注,可显著增强光吸收能力和电荷转移效率。本研究采用表面活性剂辅助水热法合成了二维超薄铒(Er)掺杂BiOCl纳米片。Er掺杂不仅抑制了光生载流子的复合,还进一步增强了BiOCl纳米片的光催化记忆效应。Er掺杂与前期可见光辐照诱导的光催化记忆效应之间的协同作用,大幅调控了BiOCl纳米片内部的电子态。实...
  • 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