تم تطوير عملية جديدة لاستخراج أكاسيد العناصر الأرضية النادرة

تم نشر النتائج ، التي تحمل عنوان "الاسترداد الانتقائي للأتربة النادرة عالية الجودة ، و Al و Co-Mn من مادة الحمأة لمعالجة تصريف المناجم الحمضية" ، في Minerals Engineering.

تُستخدم المعادن الحرجة ، بما في ذلك العناصر الأرضية النادرة السبعة عشر ، في العديد من المنتجات المنزلية الشائعة مثل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر ، وفي التطبيقات الضرورية لانتقال الطاقة النظيفة ، مثل السيارات الكهربائية والبطاريات والألواح الشمسية.زاد الطلب على هذه المعادن بسبب أهميتها الاقتصادية العالية ، وارتفاع مخاطر العرض ، وبالتالي ، فإن غيابها سيكون له عواقب وخيمة على الأمن الاقتصادي والوطني للولايات المتحدة.

تحتاج الولايات المتحدة إلى ضمان تأمين إمدادات هذه المعادن ، وبالتالي تحتاج إلى النظر في استخراج هذه المعادن محليًا.تم العثور على تصريف منجم الحمض (AMD) والمواد الصلبة والرواسب المرتبطة به الناتجة عن معالجة AMD كمصادر قابلة للتطبيق للعديد من المعادن الهامة والعناصر الأرضية النادرة.

تستكشف وزارة الطاقة الأمريكية (DOE) هذا الأمر بشكل أكبر ، وقد مولت جهودًا لإثبات الجدوى التقنية والجدوى الاقتصادية لاستخراج العناصر الأرضية النادرة ومكونات الكربون من مصادر المنتجات الثانوية للفحم والفحم في الولايات المتحدة ، وفصلها ، واستعادتها. مختلطة أكاسيد الأرض النادرة من الموارد القائمة على الفحم مع الحد الأدنى من نقاء 75٪.

قال Sarma Pisupati ، أستاذ هندسة الطاقة والمعادن ومدير مركز المعادن الحرجة في ولاية بنسلفانيا: "لقد عملنا على تطوير استراتيجيات لاستعادة CMs و REEs من تيارات النفايات هذه وحققنا إنجازًا بارزًا بنسبة 88.5٪ من الكيانات الأرضية النادرة". ."الهدف الحالي الذي حددته وزارة الطاقة لتحقيق مزيج أكاسيد الأرض النادرة هو 75٪ وقد تجاوزنا هذا الهدف."

حصل الباحثون على تصريف منجم حمضي ومادة الحمأة المرتبطة به التي تمثل طبقة الفحم السفلى في كيتاننينج وقاموا بتقييم استعادة العديد من المعادن الهامة.تم بعد ذلك تصميم عملية تنقية جديدة تستند إلى عملية معالجة سابقة لـ AMD لاستعادة الألومنيوم عالي الجودة ، والعناصر الأرضية النادرة ، والكوبالت ، ومنتجات المنغنيز من الحمأةقال محمد رضائي ، الأستاذ المساعد في هندسة التعدين في ولاية بنسلفانيا: "إن استخراج العناصر الأرضية النادرة ومخلفات الإنتاج مباشرة من AMD يلغي الحاجة إلى إذابة الحمأة والتكاليف المرتبطة بالكواشف والمعالجة ، مما يؤدي إلى ممارسات التخلص من النفايات الأكثر استدامة بتكلفة منخفضة". ومؤلف مشارك في الدراسة.

عادة ، يتم معالجة AMD عن طريق إضافة الجير أو مواد كيميائية أخرى لرفع درجة الحموضة إلى 7. ومع ذلك ، قام الباحثون بتغيير هذا في عمليتهم الجديدة.

نظام AMD الجديد لاستخراج أكاسيد العناصر الأرضية النادرةفي النظام الجديد الذي طوره الباحثون ، لا يزال الأس الهيدروجيني يرتفع إلى 7 ، ولكن يتم ذلك على مراحل.

قال بيسوباتي: "بدلاً من إضافة هيدروكسيد الصوديوم ، أو هيدروكسيد الكالسيوم ، أو الجير دفعة واحدة لرفع درجة الحموضة ، نقوم برفعها على مراحل"."ميزة هذه الطريقة هي أنها تسمح لبعض المعادن أن تترسب عند مستويات مختلفة من الأس الهيدروجيني.إذا أضفنا جميعًا في قاعدتنا مرة واحدة وجعلنا الرقم الهيدروجيني 7 ، فسوف تترسب كل هذه الأشياء في نفس الوقت.ثم سنحتاج إلى العودة وفصلهم ".

تم رفع الأس الهيدروجيني إلى المستوى المطلوب لترسيب الحديد ، ثم إلى الرقم الهيدروجيني اللازم لترسب الألومنيوم.بعد هذا الترسيب ، يتم استرداد التربة النادرة ثم من خلال ترسيب الكربونات.

يتم بعد ذلك إعادة الرواسب التي تمت إزالتها خلال الدورة في عملية التنقية لإزالة الحديد والألمنيوم والبقايا الأخرى.

نقاء المعادن المستخرجة