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/）