新聞宏觀經濟藻類研究可能使稀土濃度增加逾一倍

藻類研究可能使稀土濃度增加逾一倍

作者: The Northern Miner·

重點速覽

  • 中國開採全球約 60% 的稀土供應,並處理約 90%,使供應鏈多元化成為美國的國家安全優先事項。
  • SIU 團隊在實驗室迷你河流系統中發現,藻類使稀土濃度提高了兩倍以上。
  • 研究人員使用一種專利程序,在萃取後分解藻類,回收稀土元素。
  • 剩餘藻類可作為農業生物刺激劑,或作為生質柴油原料。
  • 研究人員正測試更多藻類物種,並準備向 National Science Foundation 提交提案,以擴大研究。
藻類研究可能使稀土濃度增加逾一倍

南伊利諾大學的科學家發現,藻類可使稀土元素濃度增加逾一倍,隨著美國致力強化國內關鍵礦物供應鏈,這為化學密集型加工提供了一個可能的替代方案。

隨著各國競相確保國內稀土供應鏈,如何提高金屬的富集與加工效率,已和尋找新礦床同樣重要。加拿大研究人員一直在嘗試從藻類中提取銅。 在藻類中研究新的銅來源 就是這類更廣泛努力的一個例子。

在伊利諾州卡本代爾的 SIU 校園,地質學研究生 Kristina Kohl 表示,許多人仍將稀土與消費電子產品聯想在一起,卻忽略了它們在國防技術中的重要性。

Kohl 說:「很多人一提到稀土就會想到電子產品。」「他們沒有意識到,稀土在生產我們國家國防系統裝備方面扮演多麼重要的角色。」

中國主導稀土產業,開採了全球約 60% 的供應量,並進行約 90% 的加工與分離。美國是第二大生產國,在加州與喬治亞州有相關作業,而華盛頓已將降低對中國供應鏈的依賴列為國家安全優先事項。這使得任何能在精煉前提高富集程度,或從低品位材料與廢物流中回收金屬的方法,在新礦山往往需要漫長開發期的背景下尤其具有意義。

迷你河流測試

為測試這項新的萃取方法,微生物學家 Scott Hamilton-Brehm 與其團隊使用一個 50-gallon (189-litre) 水槽、循環幫浦與 LED 照明,建造了一個迷你河流系統,以模擬流水與日照。

地質學家先加入細磨的含稀土岩石,之後再將微藻引入水中。

實驗室分析顯示,藻類不僅吸收了稀土元素,還透過研究人員目前尚未理解的機制,將其濃度提高了兩倍以上。

研究

Hamilton-Brehm 說:「當我們收到州實驗室的分析結果時,很明顯藻類確實與稀土發生了互動。」「我們不知道怎麼回事,也不知道為什麼。我們必須把它弄清楚。」

之後,團隊使用一種專利程序回收稀土元素,該程序會分解有機物質。剩餘的藻類可作為農業生物刺激劑,或加工成生質柴油,在減少廢棄物的同時創造額外價值。

這項技術也可能降低對傳統加工方法的依賴;傳統方法會使用硫酸等化學品溶解周圍礦物。由於稀土元素也存在於煤灰、礦廢與電子廢料中,這項程序未來或可提供一種更潔淨的方式,從次級來源回收關鍵礦物,同時協助整治廢棄物流。

研究人員目前正測試更多藻類物種,以確認它們是否能進一步提高稀土濃度,並正準備向 National Science Foundation 提交提案,以擴大這項工作。Hummer 表示,這個專案展現了跨領域研究的價值,將地質學與微生物學結合,以應對關鍵礦物開發的挑戰。

隱伏火山

研究人員也正在評估伊利諾州 Hardin County 的 Hicks Dome,作為潛在的國內稀土來源。

副教授 Daniel Hummer 表示,該地點是一座 crypto volcano,未能抵達地表的岩漿形成了富含礦物的侵入體,並透過含熱且富礦物的流體,將更多稀土沉積在周圍的 breccia 中。

這項研究凸顯,若能降低開採成本與環境影響,過去被忽視的礦床可能會變得更具吸引力。