2020年8月18日,
据Mining.com网站报道,宾夕法尼亚州立大学的研究人员开发了一种两阶段酸性矿井废水(AMD, acid mine drainage)两阶段处理工艺,可以用比以前更少的化学物质回收更高浓度的稀土元素。
科学家们在《化学工程杂志》上发表的一篇论文中提出,阿巴拉契亚地区煤矿排放的酸性废水可以作为美国稀土的重要来源。这类废水含有高浓度的矿物,对环境造成污染。它已经被回收利用了。
含硫化铁的岩石,即黄铁矿,开采后与水反应,暴露在空气中氧化生成硫酸。酸性液体侵蚀岩石,有毒金属溶解在水中。
俄亥俄州煤矿排放的酸性废水的传统处理方法是将AMD储存在一个池塘中,然后添加化合物来中和ph。这使得溶解的金属从水中沉淀出来,然后沉淀。该工艺可提取70%的稀土元素,剩余的稀土元素将与废水一起排放。
这篇论文的第一作者Behzad Vaziri Hassas (Behzad Vaziri Hassas)和他的同事发现,向酸性矿井排水中添加二氧化碳可以提取高浓度的稀土和其他关键矿物,并中和pH值。达到环境修复的目标。
原理是二氧化碳产生化学反应,形成碳酸盐固体矿物。当pH值降低时,稀土元素与饱和碳酸盐结合并析出。
研究人员在文章中介绍,采用该方法,当pH为5时,酸性矿井废水中90%的铝可以回收;当pH = 7时,可回收85%的稀土元素。
目前,利用传统处理工艺从酸性矿井废水中回收等量的稀土元素,需要添加更多的化学物质,使pH值提高到7以上。因此,他们认为,通过降低回收成本,新的处理工艺将使美国国内稀土市场更具竞争力。
这篇论文的作者之一穆罕默德·雷扎伊(Mohammad Rezaee)在新闻发布会上说,通过对现有处理工艺的简单改进,可以用较少的化学物质从酸性矿井排水中获得价值更高的物质。