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美国肯塔基大学成功进行了粗煤矸石渣稀土元素提取和回收的中试

日期: 2021-03-24
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来源:地质云

肯塔基大学在美国能源部国家能源技术实验室(NETL)的项目资助下成功开展了旨在使用先进的提取技术从煤及其副产品中提取混合稀土元素的设施的中试,产出的混合稀土氧化物(MREO)的浓缩物的纯度高达98%,超出了最初的项目目标。

该项目始于2016年3月,是美国能源部资助的首个稀土回收项目,在第一阶段,肯塔基大学方面与其合作伙伴进行了一项可行性研究,初步设计了一座中试工厂,每小时可处理多达0.25 t的粗煤矸石,并从Appalachian盆地中部和Illinois盆地的原料中回收稀土。

在该项目的第二阶段,肯塔基大学完成了最终设计并在其项目合作伙伴Alliance Coal公司位于肯塔基州的设施建造了中试工厂。该工厂于2018年6月启动运行,配置了X射线颗粒分选机以识别和选择最理想的煤矸石颗粒作为原料。该颗粒分选机将优化原料中稀土元素的类型和浓度,将最需要的煤颗粒进行物理研磨和筛分,为化学处理做准备,最终从煤颗粒中移出混合稀土。工厂化学处理系统的初始运行采用从室外堆浸试验池中产生的溶液。该溶液经过处理后可对精细研磨的固体煤颗粒进行化学处理,最终生成MREO精矿。

该中试工厂于2018年10月至11月开始生产少量MREO精矿,其中的关键稀土元素(如钕和钇)的含量超过45%。到第二阶段结束时,已实现了规模化生产,纯度高达98%。

目前肯塔基大学正在进行后续试点项目研究,以进一步优化工艺,从粗煤矸石中大量提取和回收高纯度混合稀土及生产其他关键矿物,后续项目计划于2022年中期完成。

该项目的试生产远远超过了美国能源部最初确定的生产2%纯度MREO精矿的目标,并能够在同一设施中测试多种稀土和其他关键矿物提取方法的能力,可以降低美国境内获取关键矿物的成本,经优化后有助于减少传统采矿对环境的影响,并为高纯度稀土矿物商业化生产奠定基础。



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