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圣彼得堡矿业大学的科学家们提出了一种从废料中获取稀土金属的有效方法

Кафедра общей и физической химии
© Форпост Северо-Запад, автор фото Валерия Кайряк

该技术可利用对环境不安全的磷石膏堆,为化工、冶金工业和农业生产有价值的产品,同时释放稀土金属 。

众所周知,稀土金属现在是政治议程上的头等大事--美国总统唐纳德-特朗普已将获取这些资源作为其国家在乌克兰最重要的利益。例如,在生产电子设备的许多部件和金属合金时,稀土元素是不可或缺的。亚历山大-费斯曼院士称其为 “工业维生素”。中国是稀土元素的主要生产国。其产量占世界总产量的 70%。

与名称相反,稀土金属矿藏非常广泛。问题是,所有可在境内开采的天然矿藏中,稀土元素的含量不超过 2%。从经济上讲,只有作为副产品提取稀土才是合理的。从磷灰石精矿中获得与磷酸复合的稀土金属尤其具有前景。

апатит
© Форпост Северо-Запад, Горный музей / апатит

采用最普遍的二水法硫酸处理磷灰石原料,约15%的稀土元素残留在磷酸溶液中。其余的则被运往磷石膏废料堆。属于四类环境危害。由于废料堆中的磷石膏体积很大,因此国家对此类处理收取了相当高的费用。可以这么说,每生产 1 吨磷酸,就会产生 4-5 吨这种副产品,而这种副产品目前实际上并没有得到利用。例如,只有高纯度的磷石膏才符合建筑标准。这是一个不合理的昂贵过程。

Ольга Черемисина
© Форпост Северо-Запад, автор фото Валерия Кайряк

圣彼得堡矿业大学普通化学和物理化学系的研究人员利用该大学“矿物和技术资源加工问题”科学中心的实验室潜力,证明了使用碳酸盐转化法回收任何磷石膏废物的有效性。

“我们正在讨论用碳酸铵溶液处理磷石膏。主要转化产物是白垩(碳酸钙)和硫酸铵。白垩适合于冶金、化工、建筑等行业使用。硫酸铵是一种复合矿物肥料。

在约100摄氏度的转化温度下,所有稀土金属完全转化为碳酸盐溶液。它们通过分级结晶或使用离子交换树脂从溶液中分离出来,获得单独的稀土元素,它们是独立的产品,”这项研究的作者、普通和物理化学系教授塔季扬娜·利特维诺娃说。

在实验室实验中,矿业大学的科学家获得了有关稀土元素提取的动力学和热力学及其在酸性磷酸盐-硫酸盐环境中的存在形式以及磷石膏成分在碳酸盐转化过程中的行为的新数据

圣彼得堡矿业大学普通化学和物理化学系的研究人员利用该大学“矿物和技术资源加工问题”科学中心的实验室潜力,证明了使用碳酸盐转化法回收任何磷石膏废物的有效性。

“我们正在讨论用碳酸铵溶液处理磷石膏。主要转化产物是白垩(碳酸钙)和硫酸铵。白垩适合于冶金、化工、建筑等行业使用。硫酸铵是一种复合矿物肥料。

在约100摄氏度的转化温度下,所有稀土金属完全转化为碳酸盐溶液。它们通过分级结晶或使用离子交换树脂从溶液中分离出来,获得单独的稀土元素,它们是独立的产品,”这项研究的作者、普通和物理化学系教授塔季扬娜·利特维诺娃说。

在实验室实验中,矿业大学的科学家获得了有关稀土元素提取的动力学和热力学及其在酸性磷酸盐-硫酸盐环境中的存在形式以及磷石膏成分在碳酸盐转化过程中的行为的新数据。

圣彼得堡二世矿业大学普通化学和物理化学系的研究人员利用该大学“矿物和技术资源加工问题”科学中心的实验室潜力,证明了使用碳酸盐转化法回收任何磷石膏废物的有效性。

“我们正在讨论用碳酸铵溶液处理磷石膏。主要转化产物是白垩(碳酸钙)和硫酸铵。白垩适合于冶金、化工、建筑等行业使用。硫酸铵是一种复合矿物肥料。

在约100摄氏度的转化温度下,所有稀土金属完全转化为碳酸盐溶液。它们通过分级结晶或使用离子交换树脂从溶液中分离出来,获得单独的稀土元素,它们是独立的产品,”这项研究的作者、普通和物理化学系教授塔季扬娜·利特维诺娃说。

在实验室实验中,矿业大学的科学家获得了有关稀土元素提取的动力学和热力学及其在酸性磷酸盐-硫酸盐环境中的存在形式以及磷石膏成分在碳酸盐转化过程中的行为的新数据。

Кафедра общей и физической химии
© Форпост Северо-Запад, автор фото Валерия Кайряк

俄罗斯和国外的许多大学和企业研究实验室正在进行从磷石膏中获取稀土元素的有效方法替代研究。通常,这涉及用硫酸浸出。这种方法有两个显著的​​缺点:成本非常高,而且这里的稀土元素生产不会伴随人造废物的处理。

矿业学院科学家的发展没有这些缺点。其版权有专利确认。将在从溶液中分离单个稀土元素领域开展进一步的研究。在此方面,与中国多所大学同事的合作正在积极开展。

Кафедра общей и физической химии
© Форпост Северо-Запад, автор фото Валерия Кайряк

该项开发在磷灰石原料加工企业实施时产生的经济效果包括:销售最终加工产品(稀土元素、白垩和硫酸铵)的收入,减少磷石膏堆放场的面积,从而减少环保费用。对稀土元素的相关提取的重视使得所提出的方法不依赖于原始天然原料的成分。稀土元素的提取不需要经过专门训练的人员,而且必要时可以将镧系元素与铀钍系元素分离。

例如,FOSAGRO、AKRON等企业已经对该开发表示了兴趣。它可以在俄罗斯境外成功使用。例如,在北非地区的国家中,磷石膏堆放场已经构成了严重威胁,不仅因为邻近地区的污染,还因为气候变化和度假村业务的破坏。