稀土作为国家重要战略资源,因其稀缺性而备受关注。我国一直是世界上的稀土资源大国,然而,随着今年3月美国能源部资助的10个全新项目启动,我国稀土资源的优势也受到挑战——
3月以来,美国肯塔基大学教授詹姆斯
然而特别忙& mdash& mdash由美国能源部(DOE)资助的从煤及其副产品中提取稀土元素的10个项目正式启动,Hower参与了其中的3个项目。
& ldquo这三个项目是第一阶段的试点项目,明年春天将提出试点方案。& rdquo豪尔告诉《中国科学报》记者。
从煤灰中提取稀有金属并不新鲜。比如锗在中国已经工业化提取了几十年,铝和镓可能在未来几年工业化提取。但如果提炼出具有战略意义的稀土元素,美国可能会成为& ldquo第一个吃螃蟹的人& rdquo。
& ldquo以前中国稀土资源丰富,没必要& lsquo吃糠咽菜& rsquo。& rdquo一位业内人士解释了为什么这条路径没有受到广泛关注。
& ldquo973 & rdquo该项目的首席科学家、中国矿业大学(北京)教授戴世峰认为,煤炭是未来最有希望的稀土来源。& ldquo美国走得很快很快,突然就领先我们了。& rdquo
独特的资源优势
从煤中提取稀土元素就像& ldquo吃糠咽菜& rdquo?戴世峰显然不同意这种提法。
根据2012年俄罗斯科学家的数据,富含稀土的煤矿中稀土含量为0.03%~0.15%,煤灰中稀土含量为0.1%~1.5%。
& ldquo可见,如果从煤灰中提取,含量与传统稀土矿床相当。一些富含稀土的煤甚至超过了稀土储量。比如蒙古某煤矿,稀土含量1%,可以大规模开发利用。& rdquo戴世峰告诉《中国科学报》记者,煤燃烧产物中数量最多的是粉煤灰,稀有金属主要富集在粉煤灰中。
据悉,全球每年产生的粉煤灰量可能高达15亿吨,从中提取贵金属已成为大趋势。为保证供应安全,美国正在研究高稀土含量(>:1000ppm)煤层。
我国许多煤矿地质条件复杂,瓦斯含量高,开采难度大,但& ldquo每朵云都有一线希望& rdquo火山活动和热液提供了煤中稀土元素的来源。特别是西南地区,重大地质事件的发生使得煤中稀土元素富集。
那么,中国有多少可开采的资源呢?& ldquo我们积累了大量数据,初步证明西南地区存在超大型矿床,但需要进一步研究,摸清家底。& rdquo戴世锋指出,中国煤炭资源丰富。如果能从中提取稀土,其战略意义不言而喻。
稀土是电子、能源、军工等现代工业中必不可少的金属。美国德克萨斯大学教授罗伯特
芬克尔曼在接受《中国科学报》记者采访时强调:& ldquo任何一个现代国家都必须有稳定可靠的稀土来源。完全依赖另一个国家提供资源是不明智的,不管是中国、俄罗斯还是其他国家。& rdquo
从领先到被超越
2014年,一位来自匹兹堡的记者想采访从煤中提取稀土元素的话题。大家都让她去找JamesHower,Hower还向记者推荐了中国的戴世峰。
2012年,戴世峰与俄罗斯科学家VladimirSeredin合作,在国际知名期刊《国际煤炭地质杂志》上发表论文,提出了煤中稀土的分类和评价标准,被广泛引用,被称为& ldquo谢里丁-戴分类法& rdquo还有& ldquoSeredin-Dai标准& rdquo。
然而,在与《中国科学报》记者谈论上述2012年的文章时,评论说那是& ldquo这个领域最重要的文章之一& rdquo。
戴世峰告诉记者,中国的优质资源是吸引Seredin积极寻求合作的重要原因之一。上述文章还提出了一个重要观点:随着传统稀土矿床的逐渐枯竭,煤和含煤措施是未来最有希望的稀有金属来源。
& ldquoDOE高调支持这项技术,说明美国科学界已经基本形成共识。& rdquo戴世峰认为。
2014年,美国国会要求能源部实施& ldquo煤炭经济中稀土元素的回收& rdquo仅仅一年多后,美国能源部就从大学、国家实验室和企业收集了10个项目进行资助,预计到2025年将进行大规模部署。
根据Hower的说法,2014年夏天,肯塔基大学得到DOE的资助,开始在肯塔基州和美国东南部收集煤和煤灰样本,并且还进行了一些分离稀土元素的试点测试。
Hower提醒记者,DOE从2013年初开始资助了一些早期研究,其他联邦机构也有类似的项目,使美国科学家能够相互合作,开展初步研究,这些都为这10个项目奠定了基础。
DOE这次的支持也让戴世峰大吃一惊:& ldquo我们已经走得太远了,我们还停留在科研水平,所以在技术和经济可行性上必须超越我们。& rdquo
经济可行性有待验证
今年1月发表在国际期刊《冶金与材料交易》上的一篇文章指出,在宾夕法尼亚州,从一些煤炭产品中提取稀土元素不仅技术上可行,而且成本低廉。芬克尔曼还表示,美国稀土资源的开采成本更高,但从煤灰中提取更经济& mdash& mdash它可以处理粉煤灰,无需开采,一举两得。
从资源来说,中国每年的燃煤产品几乎是美国的4倍。但芬克尔曼提醒《中国科学报》记者,中国稀土资源丰富,那么从煤灰中提取稀土是否更便宜?
中科院院士、北京大学稀土材料化学及应用国家重点实验室主任严纯华在接受《中国科学报》记者采访时表示,一旦美国找到新的稀土来源,无疑将为其贸易谈判增加砝码。但对于中国来说,如果稀土的自然资源在5~10年内没有枯竭,从煤灰中提取稀土在经济上是不可行的。
& ldquo我相信这是美国面向未来的研究布局。& rdquo严纯华建议中国科学家也应该在未来寻找新的稀土资源作为技术储备。他指出,海洋中的稀土资源除了煤炭还没有被开采。
& ldquo下一步是开发用于工业发展的提取技术。& rdquo戴世峰表示,目前存在的问题包括:一是资源量,不清楚空的分布和产状;第二,中国成煤条件复杂。有没有适用于所有存款的通用技术?
然而,他对从煤灰中提取稀土的工业前景持谨慎态度。这项工作很有前途,变废为宝。但我们刚刚开始研究,能否作为资源开发还要看研究进展。
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