2022-12-01
「酸性鉱山排水処理汚泥材料からの高品位レアアース、Al、および Co-Mn の選択的回収」というタイトルの調査結果は、Minerals Engineering に掲載されました。
17 種類の希土類元素を含む重要な鉱物は、スマートフォンやコンピューターなどの多くの一般的な家庭用製品や、電気自動車、バッテリー、ソーラー パネルなどのクリーン エネルギーへの移行に不可欠な用途で使用されています。これらの金属の需要は、経済的重要性が高く、供給リスクが高いため、増加しており、その後、それらが存在しないと、米国の経済および国家安全保障に重大な影響を与える可能性があります。
米国は、これらの鉱物の供給を確実に確保する必要があり、したがって、これらの鉱物の国内採掘を検討する必要があります。酸性鉱山排水 (AMD) および関連する固体および AMD 処理に起因する沈殿物は、複数の重要な鉱物および希土類元素の実行可能な供給源であることがわかっています。
米国エネルギー省 (DOE) はこれをさらに調査しており、米国の石炭および石炭副産物源から REE と CM を抽出、分離、回収する技術的実現可能性と経済的実行可能性の両方を実証するための資金を提供しています。最低純度 75% の石炭ベースの資源からの混合希土類酸化物。
「私たちは、これらの廃棄物の流れから CM と REE を回収するための戦略の開発に取り組んでおり、88.5% グレードの REE というマイルストーンを達成しました」と、ペンシルベニア州立大学のエネルギーおよび鉱物工学の教授であり、クリティカル ミネラル センターの所長である Sarma Pisupati は述べています。 .「混合希土類酸化物を達成するために DOE によって設定された現在の目標は 75% であり、私たちはその目標を上回りました。」
研究者は、酸性鉱山の排水と、下部キタニング炭層を表す関連する汚泥物質を取得し、複数の重要な鉱物の回収を評価しました。その後、汚泥から高品質のアルミニウム、希土類元素、コバルト、およびマンガン製品を回収するために、以前の AMD 処理プロセスに基づく新しい精製プロセスが設計されました。「REE と CM を AMD から直接抽出することで、汚泥の溶解と関連する試薬と処理のコストが不要になり、低コストでより持続可能な廃棄物処理の実践が可能になります」研究の共著者。
通常、AMD は石灰やその他の化学物質を加えて pH を 7 に上げることで治療されます。しかし、研究者は新しいプロセスでこれを変更しました。
希土類元素酸化物を抽出する新しいAMDシステム研究者によって開発された新しいシステムでは、pH はまだ 7 に上げられますが、これは段階的に行われます。
「水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、または石灰を一度に加えて pH を上げるのではなく、段階的に上げています」と Pisupati 氏は述べています。「この方法の利点は、特定のミネラルをさまざまな pH レベルで沈殿させることができることです。塩基を一度に加えて pH を 7 にすると、これらすべてが同時に沈殿します。その後、戻ってそれらを分離する必要があります。」
鉄が沈殿するのに必要なレベルまでｐＨを上げ、次にアルミニウムが沈殿するのに必要なｐＨまで上げた。この沈殿の後、希土類は炭酸塩の沈殿によって回収されます。
除去された沈殿物は、鉄、アルミニウム、およびその他の残留物を除去するための精製プロセスのサイクルに戻されます。
回収鉱物の純度
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