2022-12-01
การค้นพบนี้มีชื่อว่า 'Selective Recovery of high-grade rare earth, Al และ Co-Mn จากวัสดุกากตะกอนจากการบำบัดด้วยการระบายน้ำในเหมืองกรด' ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Minerals Engineering
แร่ธาตุที่สำคัญ รวมถึงธาตุหายาก 17 ชนิด ถูกนำมาใช้ในผลิตภัณฑ์ในครัวเรือนทั่วไปจำนวนมาก เช่น สมาร์ทโฟนและคอมพิวเตอร์ และในการใช้งานที่จำเป็นต่อการเปลี่ยนผ่านสู่พลังงานสะอาด เช่น รถยนต์ไฟฟ้า แบตเตอรี่ และแผงเซลล์แสงอาทิตย์ความต้องการโลหะเหล่านี้เพิ่มขึ้นเนื่องจากมีความสำคัญทางเศรษฐกิจสูง และมีความเสี่ยงในการจัดหาสูง และต่อมา การไม่มีโลหะเหล่านี้จะมีผลอย่างมากต่อเศรษฐกิจและความมั่นคงของประเทศสหรัฐอเมริกา
สหรัฐอเมริกาจำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการจัดหาแร่ธาตุเหล่านี้อย่างปลอดภัย ดังนั้นจึงจำเป็นต้องพิจารณาการสกัดแร่ธาตุเหล่านี้ภายในประเทศการระบายน้ำทิ้งของกรด (AMD) และของแข็งและตะกอนที่เกี่ยวข้องซึ่งเป็นผลมาจากการบำบัดด้วย AMD พบว่าเป็นแหล่งแร่ธาตุที่สำคัญหลายชนิดและธาตุหายาก
กระทรวงพลังงานสหรัฐ (DOE) กำลังสำรวจเรื่องนี้เพิ่มเติมและได้ให้ทุนสนับสนุนความพยายามเพื่อแสดงให้เห็นทั้งความเป็นไปได้ทางเทคนิคและศักยภาพทางเศรษฐกิจของการสกัด การแยก และการกู้คืน REE และ CM จากแหล่งถ่านหินและผลพลอยได้จากถ่านหินของสหรัฐ โดยมีเป้าหมายเพื่อให้บรรลุ ผสมออกไซด์ของธาตุหายากจากแหล่งถ่านหินที่มีความบริสุทธิ์ขั้นต่ำ 75%
Sarma Pisupati ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมพลังงานและแร่และผู้อำนวยการ Center for Critical Minerals แห่ง Penn State กล่าวว่า "เราได้ทำงานเพื่อพัฒนากลยุทธ์ในการกู้คืน CMs และ REE จากแหล่งขยะเหล่านี้ และประสบความสำเร็จขั้นที่ 88.5% REEs เกรด" .“เป้าหมายปัจจุบันที่ DOE ตั้งไว้เพื่อให้ได้ออกไซด์ของธาตุหายากแบบผสมคือ 75% และเราได้เกินเป้าหมายนั้นไปแล้ว”
นักวิจัยได้รับการระบายน้ำจากเหมืองกรดและวัสดุตะกอนที่เกี่ยวข้องซึ่งเป็นตัวแทนของเตียงถ่านหินตอนล่างของ Kittanning และประเมินการฟื้นตัวของแร่ธาตุที่สำคัญหลายชนิดจากนั้น กระบวนการทำให้บริสุทธิ์แบบใหม่ตามกระบวนการบำบัดของ AMD ก่อนหน้านี้ได้รับการออกแบบเพื่อกู้คืนอะลูมิเนียมเกรดสูง ธาตุหายาก โคบอลต์ และผลิตภัณฑ์แมงกานีสจากกากตะกอนMohammad Rezaee ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเหมืองแร่แห่ง Penn State กล่าวว่า "การสกัด REEs และ CMs โดยตรงจาก AMD ช่วยลดความจำเป็นในการละลายกากตะกอนและต้นทุนที่เกี่ยวข้องของรีเอเจนต์และการประมวลผล ส่งผลให้มีแนวทางปฏิบัติในการกำจัดของเสียที่ยั่งยืนมากขึ้นด้วยต้นทุนที่ต่ำ" และผู้เขียนร่วมในการศึกษา
โดยปกติแล้ว AMD จะได้รับการบำบัดด้วยการเติมปูนขาวหรือสารเคมีอื่นๆ เพื่อเพิ่มค่า pH เป็น 7 อย่างไรก็ตาม นักวิจัยได้เปลี่ยนแปลงสิ่งนี้ในกระบวนการใหม่ของพวกเขา
ระบบ AMD ใหม่เพื่อแยกออกไซด์ของธาตุหายากในระบบใหม่ที่นักวิจัยพัฒนาขึ้น ค่า pH ยังคงเพิ่มขึ้นเป็น 7 แต่จะดำเนินการเป็นระยะๆ
“แทนที่จะเติมโซเดียมไฮดรอกไซด์ แคลเซียมไฮดรอกไซด์ หรือปูนขาวพร้อมกันทั้งหมดเพื่อเพิ่มค่า pH เรากำลังเพิ่มทีละขั้น” ปิสุปาติกล่าว“ข้อดีของวิธีนี้คือช่วยให้แร่ธาตุบางชนิดตกตะกอนออกมาที่ระดับค่า pH ที่แตกต่างกันหากเราเพิ่มเบสของเราในคราวเดียวและทำให้ค่า pH เป็น 7 สิ่งเหล่านี้จะตกตะกอนพร้อมกันงั้นเราคงต้องกลับไปแยกพวกมันออกจากกัน”
ค่า pH ถูกเพิ่มเป็นระดับที่จำเป็นสำหรับเหล็กในการตกตะกอน และจากนั้นเป็นค่า pH ที่จำเป็นสำหรับอะลูมิเนียมในการตกตะกอนหลังจากการตกตะกอนนี้ แรร์เอิร์ธจะฟื้นตัวได้จากการตกตะกอนของคาร์บอเนต
จากนั้นตะกอนที่ถูกกำจัดออกจะถูกนำกลับเข้าสู่วงจรในกระบวนการทำให้บริสุทธิ์เพื่อกำจัดเหล็ก อะลูมิเนียม และสารตกค้างอื่นๆ
ความบริสุทธิ์ของแร่ธาตุที่นำกลับมาใช้ใหม่
ส่งคำถามของคุณโดยตรงถึงเรา