美国南伊利诺伊大学的研究人员发现，藻类可使稀土元素浓度提高逾一倍，这表明在美国努力强化国内关键矿产供应链之际，藻类技术可能成为高化学品用量加工方式的一种潜在替代方案。

该大学在一份官方新闻稿中介绍了这项研究：SIU 科学家利用藻类使稀土元素浓度翻倍。

随着各国政府推动保障国内稀土供应，如何富集和加工这些金属的重要性已几乎不亚于寻找新矿床。稀土元素是一组由 17 种金属组成的元素，应用于磁体、电子产品、能源系统和军事装备，将其从围岩中分离出来在技术上可能具有难度。稀土元素通常与消费电子产品相关联，但地质学研究生 Kristina Kohl 表示，人们往往低估了它们在国防技术中的作用。

“很多人在谈到稀土时会想到电子产品，”Kohl 说。“他们没有意识到，稀土在生产我国国防系统装备方面发挥着多么重要的作用。”

中国仍是稀土行业的主导力量，开采量约占全球供应的 60%，加工和分离量约占 90%。美国是第二大生产国，在加利福尼亚州和佐治亚州有相关业务；华盛顿已将减少对中国供应链的依赖确定为国家安全优先事项。

南伊利诺伊大学的研究人员还在研究伊利诺伊州 Hardin County 的 Hicks Dome，将其作为潜在的国内稀土元素来源。副教授 Daniel Hummer 表示，该地点是一座隐伏火山，未能到达地表的岩浆形成了富含矿物的侵入体。携带矿物的热流体还在附近角砾岩中沉积了额外的稀土元素。

这项研究凸显，如果能够降低开采成本和环境影响，此前被忽视的矿床可能会变得更具吸引力。它还反映出美国关键矿产政策面临的更广泛挑战：国内供应不仅取决于采矿，还取决于能否找到经济且产生废弃物更少的方法，从多种来源中富集、分离和回收金属。

更清洁的提取

为测试这一提取方法，微生物学家 Scott Hamilton-Brehm 及其团队使用一个 50 加仑水槽、循环泵和 LED 照明搭建了一个微型河流系统，以模拟流水和阳光。随后，地质学家加入含有稀土元素的细磨岩石，再将微藻引入水中。

实验室分析显示，藻类吸收了稀土元素，并使其浓度提高逾一倍。研究人员尚未确定这一结果背后的机制；在该方法能够在受控实验室条件之外接受评估之前，这是一个重要步骤。

“当我们收到州实验室的分析结果时，很明显藻类确实与稀土发生了相互作用，”Hamilton-Brehm 说。“我们不知道是如何发生的。我们不知道为什么会发生。我们必须弄清楚。”

随后，研究团队使用一项可分解有机材料的专利工艺回收了稀土元素。剩余藻类有可能被用作农业生物刺激剂，或被加工成生物柴油，从而在减少废弃物的同时增加价值。

该方法还可能减少对传统加工技术的依赖，后者使用硫酸等化学品来溶解周围矿物。由于稀土元素也存在于煤灰、矿山废弃物和电子废料中，研究人员表示，该工艺未来可能提供一种更清洁的方式，从二次来源中回收关键矿产，同时帮助修复废物流。

研究人员目前正在测试更多藻类物种，以观察它们是否能进一步提高稀土浓度。他们还在准备向 National Science Foundation 提交一份提案，以扩大这项研究。Hummer 表示，该项目通过结合地质学和微生物学来应对关键矿产开发中的挑战，显示了跨学科研究的价值。