"黑色黄金"与绿色能源长在一起:未来有机会从煤矿中开采稀土

"黑色黄金"与绿色能源长在一起:未来有机会从煤矿中开采稀土 犹他州地质调查局的地质学家迈克尔-范登伯格(Michael Vanden Berg)正在检查犹他州老星点煤矿附近的煤矿露头。图片来源:犹他大学 Lauren Birgenheier现在,犹他大学领导的研究记录表明,在科罗拉多州和犹他州乌因塔煤矿带附近的活跃矿井中,关键矿物(稀土元素或 REEs)的一个关键子集浓度升高。这项研究的合著者、地质学和地球物理学副教授劳伦-比尔根海尔(Lauren Birgenheier)说,这些发现为这些矿山提供了一种可能性,即以可再生能源和许多其他高科技应用中使用的金属形式出现的二次资源流:"这种模式是,如果已经在移动岩石,那么你是否可以移动更多的岩石来换取能源转型所需的资源?这些地区,我们发现稀土元素集中在细粒页岩单元,即煤层上下的泥质页岩中。"犹他大学地质学家 Lauren Birgenheier 在煤炭加工废料堆检查样本。图片来源:犹他州地质调查局 Michael Vanden Berg寻找稀土的替代来源这项研究是与犹他州地质调查局和科罗拉多州地质调查局合作进行的,是美国能源部资助的碳矿、稀土和关键矿物项目(CORE-CM)的一部分。这些新发现将成为申请额外 940 万美元联邦资金以继续开展研究的基础。虽然这些金属对美国制造业,尤其是高端技术制造业至关重要,但它们大多来自海外。"冶金工程教授、能源部资助项目的首席研究员迈克尔-弗里说:"当我们说它们是'关键矿物'时,很多关键性都与供应链和加工有关。"这个项目旨在寻找这些材料的一些替代性非常规国内来源"。这项由加州大学领导的研究上个月发表在《地球科学前沿》(Frontiers in Earth Science)杂志上。研究小组成员包括第一作者哈莉-科(Haley Coe)研究生和负责测试样本实验室的研究教授迭戈-费尔南德斯(Diego Fernandez)。什么是稀土元素?根据两党政策中心(Bipartisan Policy Center)的数据,全球近 90% 的稀土供应都是在中国加工的。这些金属元素包括镧系元素中的 15 种,以及钪(Sc)和钇(Y),它们都位于元素周期表的第三列。这些元素通常以氧化物的形式存在。由于存在的浓度很低,这些矿物很难从矿石中分离出来,也很难相互分离。稀土具有特殊性质,是高科技应用材料的重要成分。犹他大学冶金工程学教授迈克尔-弗里说:"它的真正根源在于,可以用这些稀有元素或这些关键矿物形成各种化合物,使它们更具吸引力和更有效率。当观察钕(Nd)镨(Pr)和镝(Dy)这些稀有元素时,它们可以与其他元素结合形成高功率磁体。"许多镧系化合物被用于玻璃和催化剂,以及磁铁、超导体、荧光粉、激光和发光材料。稀土还可用于日常技术,如电视和智能手机屏幕、医疗设备、汽车和流体催化剂。碳中和能源技术,包括风力涡轮机、太阳能电池板、电动汽车、充电电池和节能照明,也需要这些元素。"以用于风力发电的涡轮叶片为例,你希望使用功率更大的磁铁来提高它们的效率。从根本上说,这有助于我们实现能源转型。这关系到能源效率,也关系到存储的能量密度,"Free 说。"这些元素的性能比我们熟悉的普通元素要好得多。"根据美国地质调查局的数据,美国每年平均使用 8,300 公吨的稀土氧化物。位于加利福尼亚州莫哈韦沙漠的山口矿是美国最大的稀土元素生产商,但其大部分产量都运往海外加工。"在某些情况下,这里的供应并不稳定。在某种程度上是有的,但后来被运到了海外,因为我们不想在这里采购。我们不想在这里开辟新的矿山,"Free 说。"因此,这使得我们在许多高端技术和清洁能源技术方面处于弱势,而我们正试图更多地涉足这些领域。"煤炭与稀土元素矿藏之间的联系在其他地方已经有了很好的记录,但以前几乎没有分析过与犹他州和科罗拉多州曾经繁忙的煤田相关的数据。然而,在长期的衰退中,犹他州和科罗拉多州剩余的活跃煤矿报告说,近年来他们无法以足够快的速度开采,以满足需求和高煤价。研究报告的合著者、犹他州地质调查局能源与矿产项目经理 Michael Vanden Berg 说:"第一阶段项目的目标是收集更多数据,以尝试了解这是否值得在西部地区开展。这些岩石中是否富含稀土元素,可以为煤炭开采业提供某种副产品或附加值?"这项研究的目标产煤区从犹他州的瓦萨奇高原向东延伸,穿过布克悬崖深入科罗拉多州。研究人员分析了来自 10 个煤矿、4 个煤矿废料堆、7 个地层完整的岩心,甚至发电厂附近的一些煤灰堆的 3500 份样本。研究对象包括犹他州活跃的天际线矿、金特里矿、埃默里矿和苏弗科矿,最近停产的布克悬崖地区的杜古特矿和莱拉峡谷矿,以及历史悠久的星点矿和海狸溪 8 号矿。研究的科罗拉多州矿山是 Deserado 和 West Elk。分析成千上万的岩石样本"煤炭本身并不富含稀土元素,"Vanden Berg 说。"开采煤炭不会产生副产品,但对于开采煤层的公司来说,他们能否同时开采几英尺厚的地板?能不能在天花板上开采几英尺?那里是否有潜力?这就是数据为我们指引的方向。"为了收集样本,研究小组直接与煤矿经营者合作,检查煤层露头和加工废料堆。在某些情况下,他们还分析了钻孔岩心,包括存档的岩心和最近在煤矿钻取的岩心。研究小组进入犹他州的煤矿,从连接煤层的地下斜坡收集岩石样本。研究人员采用了两种不同的方法来记录样本中存在的 REE 含量,单位为百万分之一或 ppm。一种是用于现场快速读数的手持设备,另一种是在费尔南德斯负责的校内实验室中使用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)。Birgenheier 说:"我们主要使用这种便携式 X 射线荧光设备,这是一种分析枪,我们把它放在岩石上两分钟,它只能提供 17 种稀土元素中的 5 或 6 种。如果样本中的稀土元素浓度高于百万分之 200,他们就会使用校园里的质谱仪进行更全面的分析。"能源部规定,稀土开采的最低经济可行浓度为 300 ppm。不过,在研究中,研究人员认为浓度超过 200ppm 的稀土被视为"富集稀土"。研究发现,在与煤相邻的粉砂岩和页岩地层中,稀土浓度最高,而砂岩和煤本身大多不含稀土。迄今为止,研究小组已经分析了 11000 个样本,远远超过了发表的研究报告中使用的样本数量。下一步工作包括确定稀土矿的含量,这可能要与怀俄明大学和新墨西哥矿业技术学院的同事共同完成。Birgenheier 说:"我们仍在不断取得成果,论文也将很快发表。我们正在撰写第二阶段的建议书。我们还不能对资源量进行估算,因为我们还没有这些数据。下一阶段将推动我们回答'如何实际计算这些矿藏中的稀土量?"稀土元素是如何到达那里的?这项研究并没有确定富集邻近煤层的地质过程,但比尔根海尔提出了一些理论。犹他州的许多含煤地层沉积于距今 6600 万年前的白垩纪,当时美国西部火山活动频繁。"有两种模式。一种可能是火山灰将稀土带入古代泥炭沼泽,"她说。"另一种是有证据表明泥炭沼泽中的陆地有机物质实际上吸收了重稀土。然后,经过时间、高温和掩埋,富含稀土的泥炭沼泽变成了犹他州和科罗拉多州的煤矿。"Birgenheier 解释说:"我们认为稀土存在于煤炭中,并且已经迁移到煤炭上方和下方的相邻泥岩或粉砂岩中,可能是通过一种叫做成岩作用的过程,基本上就是岩石沉积后发生的任何流体运动。"编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

相关推荐

封面图片

我国在云南新发现超大规模稀土矿

我国在云南新发现超大规模稀土矿 近日,记者从自然资源部中国地质调查局获悉,我国在云南省红河地区发现超大规模离子吸附型稀土矿。这次发现的超大规模离子吸附型稀土矿,潜在资源达115万吨,其中,镨、钕、镝、铽等关键稀土元素超过47万吨,这是1969年在江西首次发现离子吸附型稀土矿以后的又一重大突破,有望成为中国最大的中重稀土矿床。本次发现的离子吸附型稀土矿主要为中重稀土矿,我国中重稀土资源较为稀缺,应…… - 电报频道 - #娟姐新闻: @juanjienews

封面图片

逮捕31人 马国严打盗采稀土

逮捕31人 马国严打盗采稀土 马来西亚警方宣布,犯罪团伙在霹雳宜力免登喜洲森林保留区非法开采非放射性稀土元素,警方成功逮捕31名涉案者,其中包括10名马来西亚人及21名外国人。这些外国人都是非法入境者。 这是马国近来第二次对盗采稀土者采取行动。当局今年4月也逮捕和提控40名在吉打华玲非法开采稀土者。其中包括五名马来西亚籍男女、两名中国籍男子、两名尼泊尔男子和31名缅甸男子。 霹雳州总警长莫哈末尤斯里星期三(12月13日)发文告透露,警及与森林局官员12月8日下午约3时,在霹雳宜力的免登喜洲森林保留区展发现不法分子非法开采非放射性稀土矿。 他表示,警方当场逮捕28人,包括九名马来西亚人及19名外国人。警方接著在宜力一带逮捕另外三名嫌犯,包括一名马国人及两名外国人,让此案被捕嫌犯人数增至31人。 此外,霹雳州务大臣星期四(14日)宣布,霹雳正等待联邦政府批准在新邦波赖工业区设立全马首个非放射性稀土元素抽样实验室。他说,这是霹雳准备逐步成为非放射性稀土元素加工中心的部分措施。 2023年12月14日 4:15 PM

封面图片

蛋壳已被确定为一种可用于提取稀土元素的潜在环保材料

蛋壳已被确定为一种可用于提取稀土元素的潜在环保材料 都柏林圣三一学院自然科学学院和爱尔兰科学基金会应用地球科学研究中心 iCRAG 的研究人员于 6 月 4 日在国际期刊ACS Omega 上发表了他们的突破性研究成果。REE 是电动汽车和风力涡轮机等技术中不可或缺的元素,其需求量与日俱增,但供应却相对短缺。因此,科学家们必须找到从环境中提取这些物质的新方法,而且是可持续的方法,因为目前的方法往往是有害的。在这里,研究人员发现蛋壳中的碳酸钙可以有效地从水中吸收和分离这些宝贵的稀土元素。使用高分辨率显微镜和光谱仪拍摄的合成图像,显示蛋壳中稀土元素的吸收和置换过程。资料来源:都柏林圣三一学院胡安-迭戈-罗德里格斯-布兰科教授研究人员将蛋壳放入含有稀土的溶液中,温度从 25 °C 到 205 °C 不等,时间长达三个月。他们发现,稀土元素可以沿着碳酸钙边界和有机基质扩散进入蛋壳,在较高温度下,稀土会在蛋壳表面形成新的矿物。在 90 °C的温度下,蛋壳表面有助于恢复一种名为Kozoite的稀土化合物的形成。随着温度升高,蛋壳发生了彻底转变,碳酸钙外壳溶解,取而代之的是多晶Kozoite。在 205°C 的最高温度下,这种矿物逐渐转变为基性碳酸盐岩,这是一种稳定的稀土碳酸盐矿物,被工业界用来提取稀土,用于技术应用。这种创新方法表明,废弃蛋壳可以作为一种低成本、环保型材料重新利用,帮助满足对 REES 不断增长的需求,因为蛋壳会随着时间的推移在其结构中捕获独特的稀土。主要作者 Remi Rateau 博士在谈到这项研究的意义时说:"这项研究提出了一种潜在的废料创新用途,不仅为稀土元素回收问题提供了可持续的解决方案,而且符合循环经济和废物价值化原则。"首席研究员胡安-迭戈-罗德里格斯-布兰科(Juan Diego Rodriguez-Blanco)教授强调了这一研究成果的广泛意义,并补充道"通过将蛋壳废物转化为稀土回收的宝贵资源,我们解决了与传统提取方法相关的重要环境问题,并为开发更环保的技术做出了贡献"。iCRAG(爱尔兰应用地球科学研究中心)是爱尔兰科学研究院(SFI)的一个中心,致力于推进地球科学研究,重点关注可持续资源管理和环境保护。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

封面图片

中国进一步收紧对稀土开采、冶炼和出口限制

中国进一步收紧对稀土开采、冶炼和出口限制 KEITH BRADSHER2024年10月28日世界上最大的轻稀土矿是离中国内蒙古包头市北不远的白云鄂博矿。 China Network/Reuters中国将进一步强化对稀有矿物开采和冶炼的严格管控,这些稀有矿物是当今最先进技术的关键构成要素。近几周来,中国政府已采取一系列措施,大大增加了外国公司(尤其是半导体制造商)购买多种稀土金属及其他矿物的难度,这些稀土金属和矿物主要开采和冶炼地点在中国。中国现在几乎生产世界上所有的稀土产品。新的限制措施将巩固其市场主导地位。从今年10月1日起,出口商必须向当局提供稀土产品在西方供应链中使用情况的追溯信息。这让中国政府在决定哪些海外公司可以获得稀土产品方面拥有更大权力。中国还在加大对稀土开采和生产企业的所有权控制。在中国运营的最后两家外资稀土冶炼厂正在被一家中国国有企业收购,该企业是中国三家从事稀土冶炼的国有企业之一。这笔交易在国外几乎没有引起关注。火焰炉子里蹿出后,工人向后靠了靠。炉子里烤的是以稀土元素为基础的化学品,要烤20多个小时。中国政府最近在掌控供应链上采取的措施还针对其他不起眼的化学元素,它们也是半导体制造商需要的。今年9月15日,中国商务部限制了锑的出口,这是一种用于半导体、军用炸药和其他武器的材料。去年,商务部对另外两种化学元素镓和锗实施了出口管制,制造芯片也少不了这两种元素。国家安全官员已收紧了有关稀土的信息流通。他们给稀土开采和冶炼贴上了国家机密的标签。上个月,国家安全部宣布,因向外国人泄露信息,两名稀土行业管理人员被判处11年有期徒刑。这些材料是中美就先进技术(包括用于人工智能的半导体)展开更广泛斗争的一个战场。双方都在对自己生产的零部件采取出口管制措施,同时试图在国内或与可信赖的盟友一起在国外发展供应链。“中国垄断了关键矿物加工和精炼市场,导致美国及其盟友和合作伙伴容易受到供应链冲击,破坏了经济和国家安全,”白宫在上个月发的声明中称。总部设在伦敦的咨询公司基准矿业情报的关键矿物产品总监丹·迪·扬格将供应中断的风险比作“悬在市场上方、随时准备出击的达摩克利斯之剑”。在2010年的一次领土争端期间,中国曾连续两个月禁止向日本出口稀土产品。但中国政府目前做法涉及的范围要广泛得多。中国淄博一家新工厂的工人,这里生产用于汽油动力汽车污染控制设备的稀土催化剂。中国商务部声称,采取这些措施是为了保护稀缺的自然资源,阻止武器扩散,维护国家安全。来自中国的稀土不仅用于美国制造的F-35隐形战斗机,也用于风力涡轮机、电动汽车发动机、相机镜头,以及汽油动力汽车的催化转化器。对稀土的需求预计将继续增长。国际能源署预测,到2040年时,风力涡轮机和电动汽车等清洁能源行业所需的稀土将是2020年的七倍。中国对稀土的控制力不断增长的一个例子是镝,镝的售价约为每公斤1500元。镝以前主要用作电动汽车强力磁铁的添加剂,因为镝有很强的耐热性,它已成为先进半导体中越来越重要的组成部分。在过去几年中,英伟达和其他计算机芯片制造商已改变了每个芯片上数百个微型电容器使用的材料。电容器现在用超纯镝制成。在中国运营的冶炼厂生产了全球99.9%的镝,其中大部分是在上海附近无锡的一家工厂冶炼。在中国政府收购或国有化之后,无锡的那家工厂是仍由外国人拥有的最后两家冶炼厂之一。加拿大的尼奥性能材料公司(Neo Performance Materials)是这两家冶炼厂的长期所有者。尼奥公司最近宣布,将在今年年底把无锡冶炼厂86%的股份出售给在上海证券交易所上市的中国公司盛和资源。盛和资源最大的股东是中国国土资源部。尼奥正在关闭无锡以北640公里、位于淄博的另一家冶炼厂,并将其设备和人员转移到盛和资源。专门从事稀土业务的加拿大公司尼奥性能材料最近在淄博建了一家生产催化转化器化学品的工厂。尼奥首席执行官拉希姆·索利曼说,他的公司将保留向外国公司销售稀土的能力,公司有权在未来五年向国际客户销售无锡冶炼厂生产的稀土。此外,尼奥在爱沙尼亚还有一家加工某些稀土的冶炼厂,但不包括镝。该公司在淄博建了一家将稀土转化为汽车催化转化器用的化学品的新工厂。中国对稀土供应链的控制越来越严,这加快了其他国家建立供应链的努力。比利时的索尔维集团在法国的工厂提炼少量的镝,索尔维以表示计划增加产量。澳大利亚的莱纳斯公司表示,它将于明年开始在马来西亚提炼镝。得克萨斯州的一家冶炼厂已经开始动工。但所有这些计划都面临障碍。除了中国和中国西南边境的动荡国家缅甸之外,其他地方的矿中几乎没有高到商业上可行含量的镝。中国公司一直在购买坦桑尼亚、格陵兰和澳大利亚正在开发的矿山的股份或生产权。稀土冶炼厂往往需要数年时间才能开始运转。生产运行人工智能程序的计算机芯片所需的超纯镝尤其困难:尼奥的无锡冶炼厂经过了七年的反复试验才掌握了多达100步的化学工艺。比利时的索尔维公司表示,明年初初步增加的镝产量将用于磁铁,这是一种要求较低的应用。澳大利亚的稀土精矿等待由莱纳斯运往马来西亚,摄于2019年。美国唯一的稀土矿位于加利福尼亚州的芒廷帕斯,该矿的镝含量较低。但该矿的拥有者芒廷帕斯材料已与美国国防部签订了升级其先进精炼设备的合同,让公司能够提炼镝。“如果出现恐慌,而成本不是问题的话,我们很快就会有大量分离出来的镝,”芒廷帕斯材料的董事长兼首席执行官詹姆斯·利廷斯基说。自从2010年中国在一次领土争端期间对日本连续两个月禁运稀土产品以来,各国一直在试图实现供应链多元化。事实证明,与生产成本较低、愿意降价和承受财务损失的中国公司竞争非常困难。“从纯粹的商业角度来看,很难证明在中国以外进行投资是合理的,尽管有很多讨论,”科罗拉多矿业学院的矿产经济学家罗德里克·艾格特说。中国也通过化学上的进步来获得优势,使冶炼商能够以更低的成本提取更多的稀土。中国有39所大学有培训稀土行业工程师和研究人员的课程。美国和欧洲的大学大都只偶尔提供这种课程。总部位于洛杉矶的化学品制造商和分销商American Elements的董事长兼首席执行官迈克尔·西尔弗说,中国的稀土冶炼厂“的溶剂萃取系统确确实实比国外的先进了一代”。Li You对本文有研究贡献。Keith Bradsher是《纽约时报》北京分社社长,此前曾任上海分社社长、香港分社社长、底特律分社社长,以及华盛顿记者。他在新冠疫情期间常驻中国进行报道。 点击查看更多关于他的信息。翻译:纽约时报中文网点击查看本文英文版。 -电报频道- #娟姐新闻:@juanjienews

封面图片

科学家开发出创新方法分离对清洁能源技术至关重要的镧系元素

科学家开发出创新方法分离对清洁能源技术至关重要的镧系元素 水溶性和油溶性有机分子能有效分离元素周期表中的镧系元素。资料来源:橡树岭国家实验室镧系元素与清洁能源被称为镧系元素的金属具有宝贵的特性,可用于电动汽车和风力涡轮机等清洁能源技术以及许多其他应用。这些元素包括几种关键材料。在自然界中,镧系元素经常混合在一起。工业界必须将它们分离出来,以利用它们各自的特性。但传统的分离方法耗时长、成本高,而且会产生废弃物。现在,科学家们已经开发出一种高效的新方法,可以根据具体情况选择特定的镧系元素。该技术结合了两种物质。一种物质喜水,可捕捉较轻的镧系元素;另一种物质喜油,可捕捉较重的镧系元素。分离技术的创新将一种亲油化合物和一种亲水化合物混合在一起,从化学混合物中提取特定的有价值元素,这在工业规模上是可行的。扩大规模后,该工艺可以使用更小的设备、更少的化学品和更少的废物。这将使新工艺比传统方法更高效、更环保。稀土材料加工取得突破为清洁能源技术制造纯稀土材料14 种镧系元素以及钇和钪最具挑战性和最昂贵的方面是将单个稀土元素相互分离。橡树岭国家实验室的科学家将两种有机物结合在一起:一种亲水,另一种亲油。这些有机物对不同的稀土元素有偏好。例如,一种与较轻的稀土元素相互作用强烈,而另一种则偏爱较重的稀土元素。科学家们用两种不同的液体油和水来测试这种技术。在水中,他们溶解了亲水性物质;在油中,他们加入了亲油性物质。他们发现,与之前使用的单物质方法相比,双物质方法有助于分离最轻和最重的稀土元素。他们使用各种方法研究这些有机化学物质和稀土元素如何相互作用。研究结果提供了有关该过程如何工作的宝贵信息,以及有关如何进一步改进分离系统的真知灼见。编译自:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

封面图片

越南希望削弱中国在稀土金属领域的主导地位

越南希望削弱中国在稀土金属领域的主导地位 越南计划在西方国家的支持下,于明年重新启动其最大的稀土矿。 根据美国地质调查局的数据,越南拥有全球第二大稀土元素矿藏。但是这些稀土元素在很大程度上仍未得到开发。而且由于中国几乎垄断了全球市场,其实际制定的低价也阻碍了投资。 为改善双边关系,美国总统乔拜登本月访问了河内,并签署了一项旨在提高越南稀土储备吸引投资者能力的协议。 事实上,这就是对威胁的反馈。中国并没有中断稀有金属和稀土的出口,而是表达了中断出口的威胁。这实际上是直接违背了所有冲突规则。你不可能威胁“要”采取行动 这通常是任何冲突的绝对首要规则。展示装有枪支的皮套是一回事,解开枪套取出武器又是另一回事。皮套已经是一种行动威胁,任何警察都会在这种威胁下开枪,没有二话。 中国一直以擅长冲突、擅长冲突学自居,但这次 …… 一大类金属和非金属之所以被称为稀土和稀有元素并不是因为它们稀缺,而是因为它们不是以孤立的矿藏形式存在的,总是与其他元素伴生,因此对它们的提取、分离和提纯都比较困难。因此中国接管了这些重要元素的大部分生产,使其他国家无需再创建类似的产业。然而一旦出现威胁,风险溢价就变得不可接受。现在全球都已经看到一个新的生产中心正在出现。 在这种情况下,稀有元素的价格可能会上涨一些 但市场的稳定性会增加,而这在这种情况下稳定会变得更加重要。 70年代有一部苏联喜剧电影《钻石手臂》,其中一个叫普柳什的物业经理有句很著名的台词:“谁不买,我们就切断他家的天然气”。而普京在 "慕尼黑"演讲后直接重复了这句台词。西方仔细评估并认真对待了这一威胁,然后就是,你今天可以看到,克里姆林宫的讹诈政策已经彻底失败。甚至失去了它已经拥有的一切。有趣的是,自认为比俄罗斯领导层更有头脑的中国领导层居然试图故伎重演。结果很可能完全一样 一无所获,反而会彻底失去市场。 关联: #USA #China #Vietnam

🔍 发送关键词来寻找群组、频道或视频。

启动SOSO机器人