日本原子能研究开发机构(JAEA)等开发出了能够从水和油中提取并回收稀土的技术。今后将与企业合作,验证该技术是否能够应用于工业废液。以此来促进稀土版“城市矿山”的开采。
此次开发的方法使用具有可与特定金属相结合的化学结构的吸附剂,从液体中回收稀土。与金属结合的结构部分被称为“Arm”(官能团),可根据目标元素更换相应的官能团。
该技术的特点是不仅适用于水,也适用于油。据称,以前很难从水和油混合而成的复杂废液中分离稀土。此次开发的吸附剂,即使在水油混合的液体中,也能捕获目标金属。根据用途不同,吸附剂还可以加工成珠状等形态,以扩大可回收的对象范围。
此次在实验中利用吸附剂,从水油混合的溶液中提取出了用于发光二极管(LED)和液晶显示器荧光粉等的稀土元素——铕。在使用强酸溶液的实验中,分离和回收了与吸附剂结合的铕,并证实吸附剂可以重复利用。
关键在于核能领域至关重要的乏燃料后处理技术。此外,核设施还需要处理含有强酸、有机溶剂、金属等的放射性废液。日本原子能研究开发机构此前一直在开发用于去除放射性物质铀和钚的技术。此次应用了之前在核能领域积累的相关知识和技术。
日本原子能研究开发机构的经理荒井阳一表示:“如今出现了从以往难以处理的工业废液中回收稀土的可能性”。工业废液中含有稀土等有用金属。如果能够在废液被废弃处理之前提取出有用的金属,就可以实现资源的循环利用。
今后研究机构将联合企业等,验证从工业废液中回收稀土的可行性。研究认为化工厂、半导体工厂等产生的废液、废油当中含有有用的稀土。
颗粒状吸附剂具备一大优势,便于接入现有的废液处理生产线。有望无需对现有工序进行大规模改造即可完成稀土回收。
扩大生产规模是实现实用化的一大课题。目前,实验所用的吸附剂仅约1克。今后需要研究高效的合成方法,同时推进利用不同元素亲和性的分离和提纯技术研发。成本也有待后续测算。
荒井阳一称:“我们希望调研市场需求,设计新型吸附材料,力争用10年左右实现技术实用化”。
稀土是纯电动汽车、电子设备不可或缺的资源。在中国强化出口管制等背景下,保障稀土稳定供应的重要性日益提升。由于稀土的开采地点和储量有限,全球都在推进稀土回收再利用相关研究。
美国Global Information公司的调查结果显示,预计到2031年,稀土回收市场规模将扩大至11亿美元。海外相关技术研发同样活跃,美国密西西比大学已经开发出利用磁铁从废液中回收稀土的技术。
日本方面也在推进南鸟岛周边海底富含稀土的海泥资源开发。想要实现稀土稳定供应,除开采资源之外,推动包含回收再利用在内的供应来源多元化也十分关键。
日本经济新闻(中文版:日经中文网)今村桃子
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