美國愛達荷國家實驗室的研究人員采用了一種水處理技術(shù)，并將其用于選擇性分離稀土元素和過渡金屬。
《自然通訊》(NatureCommunications)最近發(fā)表的一篇文章描述了這種化學過程，它降低了回收稀土元素所涉及的能源和產(chǎn)品消耗。
這種新方法涉及二甲醚的使用，二甲醚是一種氣態(tài)化合物，是最早的商用制冷劑之一。這種化合物驅(qū)動分步結(jié)晶——一種根據(jù)溶解度劃分化學物質(zhì)的過程——從磁體廢料中分離稀土元素和過渡金屬。
該項目的實驗負責人凱萊布·斯泰德森(CalebStetson)在一份媒體聲明中說:“這個過程從一塊不再有用的磁鐵開始，它被切割并磨成刨花。”
然后，將這些磁屑放入有浸出劑的溶液中，這種液體用于選擇性地從材料中提取金屬。一旦所需金屬從材料中浸出到液體中，我們就可以應(yīng)用處理工藝。”
二甲基醚驅(qū)動的過程比傳統(tǒng)方法消耗的能量和壓力要小得多，通常在非常高的溫度下進行。另一方面，分數(shù)結(jié)晶可以在環(huán)境溫度下進行，只需要稍微升高約5個大氣壓的壓力。相比之下，一罐未開封的12盎司蘇打水的壓強是3.5個大氣壓。這些較低的能量和壓力需求也節(jié)省了資金。
浪費少
據(jù)參與該項目的科學家說，競爭技術(shù)還使用添加的化學試劑來驅(qū)動沉淀和其他分離，這不可避免地成為額外的廢物，帶來經(jīng)濟和環(huán)境后果。這不是二甲基醚分步結(jié)晶的情況。
在他們的論文中，研究人員指出，他們選擇二甲醚是因為它易于回收，克服了以前嘗試使用溶劑來驅(qū)動關(guān)鍵物質(zhì)分離的缺點。通過降低壓力，然后在實驗結(jié)束時重新壓縮氣體，該團隊能夠回收溶劑，并在未來的循環(huán)中重復(fù)使用。
這個過程還有其他優(yōu)點。Stetson說:“蒸發(fā)結(jié)晶的溫度很難調(diào)整，但這種分級結(jié)晶過程消除了所有這些挑戰(zhàn)?！薄皩τ趶暮饘偃芤褐蟹蛛x不同組分的過程，我們只需要將溫度調(diào)整10度。”
在開發(fā)這種以溶劑為基礎(chǔ)的零廢金屬回收過程時，該團隊與實驗室中已經(jīng)存在的一些電化學稀土金屬回收過程密切合作。這包括E-RECOV項目，它使用電化學電池從廢棄電子產(chǎn)品中有效回收金屬。
在科學家們看來，降低關(guān)鍵材料回收的能源強度和廢物比例預(yù)計不僅會帶來環(huán)境效益，還會激勵發(fā)達國家在當?shù)囟皇窃诤Ｉ线M行這些過程。
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