我们准备好回收能源革命背后的“稀土”了吗-

时间:2020-08-28 11:10 来源:seo 作者:小可爱科技知识网 点击量:

我们准备好回收能源革命背后的“稀土”了吗-

向电动汽车和可再生能源电力的过渡,目前正获得强劲势头,这在很大程度上是为了放弃化石燃料。但为了结束我们对这些物质的依赖,我们需要增加其他材料的供应,比如锂和稀土元素。然而,与化石燃料不同的是,这些材料在使用时无需消耗。原则上,设备在使用寿命结束时可以回收,将这些珍贵的材料返回到一个封闭的循环中,从而最终将对采矿的需求降到最低。

但是随着越来越多的太阳能电池板、风力涡轮机和电动汽车开始进入垃圾处理阶段,一个新的回收产业真的在加速利用这些资源吗?答案是“不太可能”,原因既有熟悉的,也有新奇的。在这里和清洁能源技术的闭环之间还有很多繁重的工作要做。

我喜欢我的稀土中等熟度

所谓的“稀土元素”(或REEs)包括元素周期表上的15种镧系元素——镧、镥、钪和正上方的钇。尽管名字叫稀土,但大多数稀土在地壳中比金银更常见,尽管高质量的稀土矿石确实很难获得。

然而,这些稀土元素确实能赋予电子和能源技术稍为不可思议的特性。例如,磁铁中的钕或钐极大地增强了它们的效力,使这些部件能够缩小尺寸。稀土还被用来制造荧光灯泡内部的磷涂层,从而决定发出的光的颜色。它们对激光、光学、镍氢电池——甚至是炼油的化学催化剂——都很重要。出于这样或那样的原因,REEs被用于手机、电动汽车、太阳能电池板和风力涡轮机。

我们准备好回收能源革命背后的“稀土”了吗-

当然,他们并不孤单。风能、太阳能和汽车也依赖于钢铁、铜、铝、石英、锂、镍和钴等。钢铁、铜和铝已经是相当成熟的回收产业,只要这些部件是从处置流程中收集的。目前,锂供应链受到了广泛关注,从增加开采到电池回收(制造商对此非常感兴趣)。相比之下,REEs的讨论主要是从地缘政治的角度进行的,因为中国在采矿和加工方面占了很大的份额。

由于所谓的“平衡问题”,在某种程度上,回收利用稀土比锂更有吸引力。“当你可以参观谷物货架,只选择你想要的谷物时,稀土开采意味着要购买整个货架。有些稀土元素的需求要比其他元素大得多,但矿石中发现的比例与它们的相对受欢迎程度没有相似之处。看看元素周期表上的镧系元素,今天最常用的元素是中钕和镝。另一方面,大多数矿石都是用这一种或那一种方式富集的。它们通常还含有放射性钍和铀,给采矿作业增加了另一层复杂性。

可能其他元素在未来会得到青睐,但至少就目前而言,通过回收含有你想要的混合物的材料来获得稀土是有好处的。否则,随着镝需求的增加,你可能会为了得到你想要的镝而不得不生产10倍于此量的镧。

S’more小时吗?

含有高浓度稀土的矿石主要分为两大类:火成岩和风化沉积物。火成岩矿石主要为碳酸盐岩——富含碳酸盐矿物的岩浆的一种不寻常的产物。现在世界上只有一座火山在喷发碳酸盐岩熔岩,这已经很不寻常了,尽管其他的火山过去也有。

目前全球稀土元素生产的大约一半来自中国的白云鄂博矿,该矿有很多碳酸盐岩。沿着15号州际公路的南加州山口矿场在其时断时续的历史中也曾开采过类似的岩石。

澳大利亚的Weld火山跨越了两类岩石和沉积物。稀土元素的最终来源是碳酸盐岩,但目前的开采主要集中在这种岩石顶部的土壤和沉积物上。这种柔软的物质是风化作用的结果,风化作用破坏了基岩,带走了一些韧性较差的矿物,进一步集中了富含稀土的矿物。类似的过程导致了中国离子粘土和印度矿砂的沉积。

不同来源稀土元素的含量不同。

“一般来说,所有的碳酸盐岩都富含镧和铈,”UNLV的西蒙·乔维特告诉Ars。“所以从镧到镥,浓度基本上会急剧下降。在离子粘土中,情况正好相反;光线少得多,重量大得多。但我们真正想要的是中间的一些东西。”

中国主导了铁矿石的生产和加工(其他地方开采的大部分铁矿石仍在中国加工),尽管还有许多其他潜在来源。2011年,当中国在需求不断增长的情况下试图抑制出口时,飙升的价格导致人们争相开采新矿。2014年世界贸易组织(World Trade Organization)的一项裁决结束了中国的限制,再加上其他国家的产量增加和制造商减少需求的努力,这重新稳定了市场。但新项目的建设仍在缓慢推进,尽管在价格再次上涨之前,有些项目不会有经济效益。

我们准备好回收能源革命背后的“稀土”了吗-

但考虑中的不只是全新的矿山。一些生产其他金属的矿山有富含稀土的尾矿——破碎的废石。例如,印度的矿砂矿一般都是针对钛等矿物,而把含稀土矿物放在一边。南非的Stenkampskraal和澳大利亚的Mary Kathleen也有铀和钍操作留下的废料。

“这里有一种核心碳酸盐岩矿床,”Jowitt说。“还有的这些可能是有趣的,如果经济学是对的…”,这是两种不同类型的主要存款,以及一些次要的东西,现在人们不感兴趣的东西,但是如果价格是正确的,和垃圾成堆仍然存在,他们可能会在未来可榨出的。”

对这些储存进行再处理可能是一个双赢的办法,因为这些尾矿暴露在自然环境中时往往被留下来沥滤危险物质。经济上的刺激可以使它们得到清理,而不是被遗弃。

当前位置:主页 > 生物学知识 >

声明:本文小可爱科技知识网整理不代表个人观点,转载请注明原文,点击还能查看更多的文章;本文网址: http://www.kozbods.com/shengwu/wmzbhhsnygmbhdxtlm-.html

围观: 次 | 责任编辑:小可爱科技知识网



回到顶部