據(jù)報(bào)導(dǎo),美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)研究人員成功開發(fā)了一種酸性礦山排水(AMD,Acid Mine Drainage)兩階段處理工藝,即在減少化學(xué)物質(zhì)用量的情況下,能從酸性廢水中提取更高濃度的稀土元素。這也就意味著該新型工藝能使美國(guó)能源部和電力科學(xué)院研究者更努力從粉煤灰中提取稀土金屬,同時(shí)也可以讓美國(guó)本國(guó)稀土市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力得到大幅度提升。
據(jù)悉,阿巴拉契亞地區(qū)煤礦排出的酸性廢水,可以說是美國(guó)國(guó)內(nèi)重要的稀土來(lái)源,即美國(guó)來(lái)自該地區(qū)的稀土元素比來(lái)自其他地區(qū)更多。
雖然國(guó)家國(guó)會(huì)議員和環(huán)保部門一味地把煤礦廢水當(dāng)成危害,但是有些人卻開始把這廢水作為一種資源,因?yàn)樗性S多種對(duì)人類生活起到極為重要作用的貴金屬元素,稀土就是其中的一種。稀土元素,是智慧手機(jī)、電動(dòng)汽車電池和防彈玻璃生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。
傳統(tǒng)的處理方式是把酸性煤礦廢水儲(chǔ)存在池子中,然後加入化學(xué)物質(zhì)來(lái)中和pH值,進(jìn)而能使溶解在水中的金屬析出,然後沉澱,便可得到70%的稀土元素。然而,其他元素將同廢水一起排放。該工藝雖然能提取出稀土元素,但回收效率並未達(dá)到最大,且化學(xué)添加劑用量偏多,pH值正常要超過7,還未能回收其他元素。
針對(duì)傳統(tǒng)回收工藝的不足,賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究者貝紮德·瓦茲裡·哈薩斯(Behzad Vaziri Hassas)表示,可以向酸性礦山排水中加入二氧化碳,這樣能提取更高濃度的稀土和其他關(guān)鍵礦物,並中和pH值,以達(dá)到環(huán)境修復(fù)的目標(biāo)。當(dāng)在pH值為5時(shí),酸性礦山排水中90%的鋁可實(shí)現(xiàn)回收;當(dāng)在pH值為7時(shí),85%的稀土元素可回收。
此回收工藝的原理是二氧化碳產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)形成碳酸鹽固體礦物,故使煤廢水pH值降低,增強(qiáng)稀土元素與飽和的碳酸鹽結(jié)合的能力,並從水中析出。
相對(duì)傳統(tǒng)工藝來(lái)說,新的回收工藝不僅萃取效果更好,而且操作相對(duì)簡(jiǎn)單,製造成本較低。目前該研究成果已在發(fā)表於化學(xué)工程期刊(Chemical Engineering Journal)。