用可重复使用的离子液体从粉煤灰中开采珍贵的稀土元素

时间：2022-05-31 09:44:58来源：

稀土元素存在于许多日常用品中，例如智能手机、LED 灯和电池。然而，只有少数几个地方有足够大的矿床值得开采，导致全球供应链紧张。因此，人们正在推动从非传统来源回收它们，例如燃烧煤炭产生的废物——飞灰。现在，ACS环境科学与技术的研究人员报告了一种使用离子液体从粉煤灰中回收这些元素的简单方法。

虽然稀土元素并不像其名称所暗示的那样稀缺，但主要储量要么位于政治敏感地区，要么分布广泛，这使得它们的开采具有挑战性。所以，为了保证它们的供应，一些人转向加工其他丰富的资源。例如，燃煤电厂产生的灰分副产品的元素浓度与原矿石相似。然而，目前从粉煤灰中提取这些珍贵材料的方法是危险的，需要几个纯化步骤才能获得可用的产品。一种潜在的解决方案可能是离子液体，它被认为对环境无害且可重复使用。一种特别是甜菜鎓双(三氟甲基磺酰基)亚胺或[Hbet][Tf2N]，选择性地溶解稀土氧化物而不是其他金属氧化物。这种离子液体在加热时也独特地溶解在水中，然后在冷却时分离成两相。因此，Georgia Tech 的 Ching-Hua Huang、Laura Stoy 和同事想看看它是否能有效、优先地从粉煤灰中提取所需的元素，以及它是否能被有效地清洁，从而创造一个安全且产生少量废物的工艺.

研究人员用碱性溶液预处理煤蝇并将其干燥。然后，他们用 [Hbet][Tf2加热悬浮在水中的灰烬N]，创建一个单相。当冷却时，溶液分离。离子液体从新鲜材料中提取了超过 77% 的稀土元素，从储存池中多年的风化灰中提取了更高比例 (97%) 的稀土元素。最后，用稀酸从离子液体中剥离稀土元素。研究人员发现，在浸出步骤中添加甜菜碱会增加稀土元素的提取量。该团队通过用冷水冲洗以去除多余的酸来测试离子液体的可重复使用性，通过三个浸出-清洁循环发现其提取效率没有变化。研究人员说，这种低浪费的方法产生了一种富含稀土元素、杂质有限的溶液，

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