在线客服

在线客服

我国科学家在稀土电驱开采技术方面取得新进展

A-A+日期:2025-01-08来源:中化新网    

据中国科学院网站消息,我国科学家在稀土电驱开采技术方面取得新的重要进展,克服了规模化应用的技术瓶颈,使稀土采收率大于95%,浸取剂用量减少80%,开采时间缩短70%,所需电能节约60%,向环境排放的氨氮量降低95%,表现出潜在的经济可行性。1月6日,相关研究成果在线发表在《自然-可持续性》(Nature Sustainability)上。

广州地化所朱建喜研究员、何宏平院士团队通过深入凝练科学问题与核心技术攻关,进一步发展和完善稀土电驱开采新技术。研究通过研发新型防腐蚀低阻耗的惰性导电材料,设计高压防渗策略,以及创新性地采用周期性交替通电方法,将该技术成功应用于5000吨土方规模的稀土矿中试开采。

风化壳型稀土矿是我国优势矿种,为全世界提供了90%以上的中重稀土。然而,传统的风化壳型稀土开采工艺——铵盐原地浸取技术存在生态环境破坏严重、浸出周期长、资源利用效率低等问题,2018年以后已被我国禁用。

为解决风化壳型稀土矿绿色高效开采问题,2023年中国科学院广州地球化学研究所率先提出了绿色、高效、经济和快速的电驱开采技术理念,完成了原理可行性验证并取得了初步的实验成果。而在实际应用过程中,该技术面临一系列问题和挑战,主要包括电极在潮湿和侵蚀性环境中长期运行的稳定性、大规模矿区应用时可能出现的浸出液泄漏,以及地下水文条件和矿体结构对稀土采收率的复杂影响。

针对常规金属电极在土壤环境中易被腐蚀的问题,该团队开发了新型塑料导电电极。这一电极具有优异的导电性和良好的耐电流冲击能力。同时,由于塑料表面的疏水性,该电极能够防止电化学腐蚀和减少水电解,同时因柔韧性可以更紧密地贴合矿体表面,从而提高电驱开采过程的效率。

实际矿山结构复杂、裂隙发育严重,浸取剂和稀土浸出液在重力作用下常沿着裂隙快速迁移、泄露、导致稀土采收率降低。为此,该团队设计了高压防渗策略,通过高压电场将浸出液封闭在指定收集区,同时利用电迁移和电渗原理控制稀土浸出液向集液池定向迁移。这一创新策略有效避免了传统开采中的“跑冒滴漏”,解决了传统开采中稀土浸出液无序流动和环境污染的难题,为高效、安全的稀土开采提供了创新性解决方案。

在实际开采过程中,电极数量众多并相互干扰,且长时间通电会引起电荷累积,降低通电效率并增加能耗。为此,该团队设计了周期性交替通电方法。通过周期性切换阳极与阴极,有效减少了电极极化现象,提升了电流效率。同时,通过给局部区域轮换通电,利用停电期间的额外扩散作用促进了浸取剂和稀土离子的交换反应,提高了稀土采收率。相比给全区域同时通电,该方法可节约60%的电能,显著降低了成本。

通过60天的通电开采,工业试验的稀土采收率达到95%以上。环境监测结果表明,地下水和地表水中的氨氮排放量相比传统开采工艺减少了95%,极大降低了稀土开采的环境影响。同时,电驱开采技术展现出潜在的经济可行性和环境优势。 

 

友情链接

免责声明:以上展示的产品信息由企业自行提供,其内容的真实性、准确性和合法性均由发布企业负责,中国石油和化工网对此不承担任何保证责任。同时我们郑重提醒各位买家和卖家,

交易时请认真核实对方身份,切勿随意打款或发货,谨防上当受骗。如发现虚假信息,及时向本网举报。

京ICP证061057号 京公网安备-110105011209 广告经营许可证:京海工商广字第0394号