新的酸性矿山排水处理将废物变成有价值的重要矿物质

宾州州立大学的科学家说，一种新的酸性矿井排水处理方法(AMD)可以帮助将环境污染问题转变为生产从智能手机到战斗机的各种技术所需的重要稀土元素的重要国内来源。

宾州州立大学地球与矿物科学学院采矿工程助理教授Mohammad Rezaee说：“数十年来，酸性矿井排水一直是一个重大的环境问题。“这项研究表明，我们可以以一种既解决环境问题，又可以回收有价值的元素并实际上降低治疗成本的方式来修改现有的处理工艺。”

宾夕法尼亚州立大学的一个科学家小组开发了一个两阶段的处理过程，使他们能够使用比以前更少量的化学物质来回收更高浓度的稀土元素。

能源与矿产工程学教授，关键研究中心主任萨尔玛·皮斯帕提(Sarma Pisupati)表示：“这项技术代表了一种有效，低成本且环保的方法，可提取用于各种消费品和工业产品的这些有价值的矿物。”宾夕法尼亚州的矿产。

稀土元素是一组17种矿物，广泛用于先进技术中，被美国指定为对国家经济和国家安全至关重要的元素。美国目前进口了近100%的此类材料，而中国约占世界供应量的85%。

科学家们说，来自阿巴拉契亚州煤矿开采企业的AMD代表了一种有希望的国内稀土元素来源，因为它通常含有高浓度的矿物质，并且由于环境问题已经被收集和处理。

皮苏帕蒂说：“我们目前仅在处理水方面就付出了成本，而且在许多情况下，我们甚至没有收集所有这些矿物质。” “现在，我们能够将被认为是废物的东西变成有价值的资源。”

当因开采活动而出土的黄铁矿岩(硫化铁)与水和空气相互作用，然后氧化生成硫酸时，就会发生AMD。科学家说，这种酸然后会破坏周围的岩石，使有毒金属溶解到水中。

传统的处理方法包括将AMD收集在保留池中，并添加化学药品以中和pH值(一种物质呈酸性或碱性的指标)。这导致溶解的金属沉淀或形成固体，并从水中沉降出来。研究人员称，使用此工艺可以提取多达70%的稀土元素作为污泥，其余的则与处理后的水一起释放。

科学家发现，可以通过分两个步骤将二氧化碳添加到AMD中，然后将其达到7的中性pH值(环境修复的目标)来提取更高浓度的稀土元素和其他关键矿物质。

科学家在《化学工程杂志》上报道，使用这种方法，在5的pH值下可回收90%的铝，而在7的pH值下可回收85%的稀土元素。

科学家们说，向AMD添加二氧化碳会产生化学反应，导致形成称为碳酸盐的固体矿物质。稀土元素与多余的碳酸盐结合并在较低的pH值下从水中沉淀出来。

该过程称为二氧化碳矿化，是一种新兴技术，可用于从大气中去除多余的二氧化碳。科学家们说，这项研究代表了它首次被用于从AMD中回收高浓度的稀土元素。

使用传统的处理方法从AMD中回收相同浓度的稀土元素将需要添加其他化学物质，以将pH值提高到7以上。科学家说，通过降低回收成本，新的处理方法可以使国内稀土元素市场更具竞争力。 。

Rezaee说：“通过对现有处理工艺进行简单的修改，行业可以使用更少的化学药品，并从AMD废物中获得更多的价值。” “这就是这项研究的美。”

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