美国国家能源技术实验室支持下的 北达科他大学稀土元素提取项目远超预期

2021.02.04 中国地质调查局国际矿业研究中心   

北达科他大学在美国国家能源技术实验室（NETL）资助下开展的经济提取具有战略意义的稀土元素的项目表明，褐煤是稀土元素这类重要矿物的潜在国内来源，在充分发挥现有采矿基础设施优势的同时还能生产有价值的副产物。

稀土元素因其独特的特性而被美国内政部确定为关键矿物，而稀土元素在各种消费品、能源系统和国防应用中必不可少，而且往往是不可替代的。随着中国在很大程度上控制着全球稀土元素生产和价值链，美国已经开始着手为这些关键资源提供国内供应，NETL的任务是为其在学术界的合作伙伴（例如北达科他大学）提供资金支持。

在北达科他大学的工作中，研究人员将酸浸稀土元素提取过程简化为一步，以实现经济效益。升级后的加工工艺不仅可以提取稀土元素，还可以显著改善褐煤产品的副产品。提质后的褐煤材料可以很容易地用于其他增加附加值的煤炭应用中，包括活性炭生产，热电联产，腐植酸生产，以及作为燃煤公用事业/工业用途的升级燃料。

在浸出工艺之后，设计了湿法冶金工艺来生产各种纯度的稀土元素精矿，包括平均纯度大于50%混合稀土元素氧化物（REO）纯度的粗精矿，提取的稀土元素质量占褐煤原料中所含稀土元素总量的70%以上。稀土元素很容易形成REO，因为稀土元素通常与周围大气中的氧气具有很高的反应性。当含稀土的材料在氧气存在下燃烧时，这些热稳定的氧化物通常是最终产品。

开发的工艺（包括浸出、杂质去除和稀土元素回收）使用了经过工业验证的设备，并且不需要使用新的试剂。该工艺还使用环境温度和中等pH值进行矿物加工，以最大程度地减少潜在的废物流，从而提供了一种低成本且环保的解决方案。

NETL联邦项目经理Charles Miller表示，“由北达科他大学团队开发的加工工艺具有在许多领域应用的潜力。它不仅可以作为新的稀土开采行业的基础，而且还可以在利用现有采矿基础设施的同时提供有价值的副产品，这有望使整个过程更便捷，对潜在投资者更具吸引力。”

关键词：美国国家能源技术实验室，北达科他大学，稀土元素，褐煤，关键矿物，酸浸，湿法冶金

 （中国地质调查局地学文献中心，国际矿业研究中心矿业科技组编译，文章来源： https://netl.doe.gov/node/10453/）

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