在自然界惊人的丰富中，一种安全的食品级溶剂被用来从煤灰中提取极其稀有的稀土金属，在不破坏环境的情况下减少了煤灰的数量，同时增加了一种至关重要的国家资源。
桑迪亚国家实验室研究员徐广平将煤灰加入柠檬酸混合物中。这种溶液将被送入一个反应堆——在大约70倍大气压下运行——在那里，超临界二氧化碳将帮助柠檬酸提取稀土金属。图片来源:丽贝卡·林恩·古斯塔夫
煤灰是煤电动力中不需要但普遍存在的残渣。稀土金属被用于一系列现代设备，从潜艇到智能手机。2020欧洲杯下注官网
该分离技术使用水、二氧化碳和食品级柠檬酸，是一项专利申请的主题桑迪亚国家实验室．
这项技术不仅以对环境无害的方式回收稀土金属，而且通过减少遍布美国的煤矸石的毒性，实际上可以改善环境。
徐广平，桑迪亚国家实验室首席研究员
“无害的萃取稀土金属的煤灰不仅提供了一个国家的来源材料所必需的计算机芯片,智能手机,和其他高科技国外产品也不能进口战斗机和submarines-but也使得煤灰更清洁和更少的有毒,使其直接重欧洲杯足球竞彩用混凝土填料或农业表层土,“许补充道。
如果这项技术被广泛采用，它将使目前在环境中不受欢迎的煤灰变成一种商业上可行的产品。
稀土金属的环境友好开采方法
徐说，采矿中作为化学分离器使用的最标准的酸——硫酸、硝酸或磷酸——也可以从煤灰中提取稀土金属，但会产生大量的酸废物，使环境恶化。
在美国，对环境有害的酸将使清理成本超出经济可行性。
徐广平，桑迪亚国家实验室首席研究员
徐教授的桑迪亚技术采用柠檬酸作为载体，将稀土金属从主体材料煤灰中分离出来。萃取过程是通过使用超临界二氧化碳溶剂实现的。徐在桑迪亚的同事熊永亮推荐了柠檬酸，这是一种常用的环保化学物质，可以将金属固定在溶液中。
徐发现，在一天之内，在158°F(70°C)和1100磅每平方英寸的压力(大约是标准大气压的70倍)下，该技术提取了煤废料样品中可用的42%的稀土金属。
世界上大约95%的稀土金属资源在中国的矿山中发现。这些矿山在使用对环境有害的技术时，分离效率较低。
理论上，一家美国公司可以利用这种技术开采煤炭和煤炭副产品，以获取稀土金属，与中国的矿业竞争。
徐广平，桑迪亚国家实验室首席研究员
此外，为了美国的国家安全，“寻找其他稀土金属来源以避免受到外国供应的摆布可能是合理的，”他说。
徐说，仅仅为了重复使用而去污染煤灰应该是有益的。作为原料的煤灰并不稀缺。根据该杂志2016年报道的一项研究环境科学与技术欧洲杯线上买球，“每年大约产生1.15亿吨煤炭燃烧产品，其中包括4500万吨粉煤灰，”煤灰的最轻类型。
这些数字即使在今天也很有趣，徐解释道。
“如果我们不对这些煤灰进行解毒和再利用，那么从长远来看，它们将被丢弃在池塘和垃圾填埋场，需要花费数十亿美元来清理。”他说。为了降低这种结果的可能性，“我们预计，在不久的将来，我们的开采技术将在多种煤炭资源上进行更大规模的测试。”
碳封存也是一种可能
徐在桑迪亚的同事马克·里加里说，这项技术也可能为二氧化碳的利用和封存铺平道路。Rigali和Xu一起研究了如何使用柠檬酸和超临界二氧化碳从富含金属的石油和天然气页岩中提取金属。
“利用现有的石油和天然气压裂井，柠檬酸和超临界二氧化碳可以用于采矿，同时在地下处理二氧化碳，成本效益高。”Rigali说。
Rigali说，二氧化碳的地下储存将阻止它进入大气并影响气候变化。
这项研究得到了桑迪亚实验室指导研究和发展项目的帮助。
来源:https://www.sandia.gov/