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科学家新发现让稀土不再“稀有”

作者:中国储能网新闻中心 来源:综合报道 发布时间:2012-10-12 浏览:
     中国储能网讯:许多清洁能源技术在应用时都需要使用珍贵的稀土元素作为原材料,但是这些稀土元素由于非常稀少,往往限制了许多技术的应用和推广。不过,由于英国利兹大学科学家们的一个发现,这种“争夺”原材料的现状有可能即将成为过去,
 
  近日,来自英国利兹大学工程系的研究人员们发现了一种可以从二氧化钛矿石中大量获取稀土氧化物的方法。稀土氧化物是制造风力涡轮机、节能灯必不可少的材料,同时也被应用在在混合动力汽车领域。研究人员发现,这些稀土氧化物可以通过低成本、易操作的方法从一些工业生产过程中产生的废料中提取。
 
  稀土元素是从比较稀少的矿物中发现的,“土”原指不溶于水的物质,故称稀土。稀土家族是来自镧系的15个元素,加上与镧系相关密切的钪和钇共17种元素。
 
  天然的稀土元素常常是结伴同行,人们必须想方设法才能把它们分离。人类在认知稀土的早期,常常在得到某种稀土元素时,却不知道还有别的“顽皮”的元素隐藏其中,或者无法将不愿分手的伙伴分开。比如“镧”就是在“铈”中发现的,它的名字“La”就是希腊语“隐藏”一词的缩写。“镨钕”在希腊语中意为“双生子”,“镨钕”是在“镧”中间发现的,而40年以后,它们才得以被分离成两个元素,所以一个就叫“镨”,另一个则取名 “钕”。
 
  由于特殊的原子结构,稀土家族的成员非常活泼,且个个身手不凡。它们与其他元素结合,便可组成品种繁多、功能千变万化、用途各异的新型材料,且性能翻番提高,被称作当代的“工业味精”。如镧可以用于制造压电材料、电热材料;铈广泛应用于汽车尾气净化催化剂中,可有效防止大量汽车废气排到空气中;镨则应用于石油催化裂化等领域。
 
  这一发现的主要研究人杰哈教授说:“这些材料还广泛应用于电力工作以及核能领域,所以珍贵的稀土元素在能源界一向是供不应求的。对于这个技术我们寄予厚望,因为这一发现有可能会改变目前原材料紧缺的现状,同时它也比现行的技术更为环保。”
 
  尽管稀土元素在地壳中的储量比起贵重金属如金和铂等来说还是要多一些,但是其氧化物却不多,而纯度适合商业化开采和利用的就更是少之又少。但是,高纯度的稀土元素氧化物却往往能在二氧化钛矿石中被找到。二氧化钛的应用十分广泛,从化妆品、医药到电力甚至航空航天领域都会使用到它。而杰哈教授和他的同事们很早就发现了这一点,并对此进行了长达8年的研究。
 
  目前,杰哈教授以及他同事们的研究已经取得了巨大进展,他们正在对加工过程细节做调整,以求提取更高纯度的二氧化硅,现在他们已经成功提取纯度超过99%的二氧化硅。不仅如此,这个技术还能最大限度的减少原料的浪费,同时也减少CO2的排放。而他们最近发现的从二氧化硅中提取稀土氧化物的技术为这个加工环节带来了珍贵的副产品,可谓是一举两得。
 
  谈到该技术目前的发展状况和未来时,杰哈教授说:“目前我们的技术可以达到60%—80%的回收率,不过相信随着技术的不断发展这一比率还将会提高。令人高兴的是,我们已经成功地从二氧化硅中提取了钕、铈、镧等稀土元素的氧化物。这个技术具有重大意义,因为它达到了经济发展和环境保护的‘双赢’。” 
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关键字:科学家 新发现 稀土

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