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循环利用方面的突破:稀土提取速度可提高 50 倍

已经过时的技术蕴含着巨大的价值,只是不那么容易获得。(图片来源:pixabay)
已经过时的技术蕴含着巨大的价值,只是不那么容易获得。(图片来源:pixabay)
来自大自然的原理有助于更容易地获得纯净的贵金属。我们利用自身的反应来代替复杂的机械和物理过程。
Science

稀土在地球上并不像它的名字那样稀有。问题在于它们缺乏纯度。作为矿石,它们经常混杂在一起,因此必须进行复杂而耗能的分离过程。

后来,当它们被用于电话、荧光灯管和电子元件时,情况也不会好到哪里去,最终成为废物。然而,在堆积如山的电子垃圾中,这些令人垂涎的元素的浓度要比地下高得多。

然而,分离过程通常利用金属的不同熔点,需要消耗大量能源。必须事先拆卸部件,分拣塑料,去除杂质。

因此,回收利用始终是第二选择,因为直接开采稀土更便宜。而堆积如山的重要原材料,实际上就是垃圾场。

铕的例子说明了什么是可能的

该研究的第一作者玛丽-佩兰(Marie Perrin)在实验装置前。(图片来源:苏黎世联邦理工学院/法比奥-马塞罗)
该研究的第一作者玛丽-佩兰(Marie Perrin)在实验装置前。(图片来源:苏黎世联邦理工学院/法比奥-马塞罗)

这也是苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)推出的一种工艺能够将不同原材料的分离速度提高 50 倍的原因之一。苏黎世联邦理工学院开发了一种提取铕的方法,铕不仅用于荧光灯管、阴极射线管屏幕(老式电子管电视),还用于一些现代显示器。

然而,由于铕的使用频率比过去低,原材料的价格对于传统的回收工艺来说太低了。酶调节铜平衡的原理,除其他外,采用了一种很有前景的方法。

铕在四硫代金属酸盐的帮助下被还原,在这种情况下有四个硫原子和一个钼或钨原子。其他稀土仍然是三价,而铕则变成了二价。它现在多了一个电子。

这意味着它在化学反应中的反应不同,并且可以很容易地从其他元素中分离出来。据说这种原理在荧光灯管中效果很好,已经可以使用。

我们只能希望,其他元素也能找到这种高效、可持续的优雅回收方法。毕竟,解决方案就隐藏在一种内源酶中。

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Mario Petzold, 2024-07-22 (Update: 2024-08-15)