中國粉體網(wǎng)訊 隨著稀土資源的持續(xù)開采、高昂的環(huán)境代價(jià)，以及新興領(lǐng)域?qū)ο⊥列枨蟮娜找嬖鲩L，多國提出了加強(qiáng)稀土回收研究，利用經(jīng)濟(jì)可行的方法尋找更多稀土來源的要求。在這一背景下，煤和煤的副產(chǎn)品中稀土元素的綜合利用和經(jīng)濟(jì)回收也日益受到世界各國的重視。近年來，不同國家和地區(qū)針對(duì)從煤和相關(guān)副產(chǎn)品中提取稀土元素展開了研究。
歐洲
2010年歐盟原材料供應(yīng)集團(tuán)發(fā)布的報(bào)告突出強(qiáng)調(diào)了一組被確定為緊缺的材料：“如果存在供應(yīng)短缺的風(fēng)險(xiǎn)以及它們對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響程度相比其他大部分原材料更顯著”，則確定該原材料為緊缺。分析結(jié)果按照歐盟水平確定14種原材料為緊缺材料，稀土元素（REY）(15種鑭族稀土元素加釔和鈧)也包括在名單中。
RockTron 國際煤飛灰處理公司獲取的來自英國和波蘭的6份不同的粉煤灰樣品，其中波蘭的煤飛灰采自于煙煤；英國的樣品采自于半無煙煤和煙煤/生物質(zhì)混合灰。每個(gè)樣品被篩分為不同粒度的6部分，RockTron煤飛灰處理實(shí)驗(yàn)工廠根據(jù)痕量元素分析，將煤飛灰（0.2g）制樣添加到硼酸鋰熔劑（0.9g），充分混合，同時(shí)在1000℃熔爐中溶化。待熔體冷后，將其溶解在100ml濃度4%硝酸/濃度2%鹽酸溶液中。隨后采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）進(jìn)行分析，所有的粉煤灰顯示大致相似的稀土元素分布。來自英國的一份樣品中粉煤灰總稀土氧化物含量最高，樣品分析值達(dá)到579ppm。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，粉煤灰堆料包含可觀稀土元素儲(chǔ)量的潛力，同時(shí)證實(shí)了按大小分類的粉煤灰中的稀土元素含量隨著篩分顆粒尺寸的減少而增高。對(duì)中試車間不同節(jié)關(guān)上的粉煤灰樣品中的稀土元素含量進(jìn)行了分析，分析結(jié)果顯示，來自英國的一份粉煤灰樣品中的細(xì)粒和粗粒飛灰殘余都可視作潛在的稀土元素的儲(chǔ)量，建議著手研究粉煤灰中稀土元素的提取技術(shù)的可行性。
美國
2010年，美國能源部國家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室啟動(dòng)了一個(gè)小規(guī)模調(diào)查工作來研究如何從煤和煤的副產(chǎn)品中提取稀土元素。美國國會(huì)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這種資源的重要性，同年美國擴(kuò)大其工作程度，進(jìn)一步評(píng)估包含在地下煤炭和來自于選煤廠和電廠（燃燒后的物質(zhì)）煤炭副產(chǎn)品廢棄煤中潛在的稀土金屬資源。
美國能源部從煤炭和煤的副產(chǎn)品中回收稀土元素的研究、開發(fā)與示范計(jì)劃總體目標(biāo)是在2023～2025年實(shí)現(xiàn)美國國內(nèi)稀土分離技術(shù)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性�；厥障⊥恋募夹g(shù)主要集中在從總稀土含量至少300ppm的煤和煤的副產(chǎn)品中分離和回收稀土元素等方面的技術(shù)。通過開展實(shí)驗(yàn)室稀土元素分離項(xiàng)目和通過實(shí)驗(yàn)室規(guī)模中間實(shí)驗(yàn)階段的可行性示范，最終實(shí)現(xiàn)稀土分離技術(shù)的商業(yè)部署。從煤和煤的副產(chǎn)品中回收稀土元素的研究、開發(fā)和示范計(jì)劃包括5個(gè)核心技術(shù)領(lǐng)域：一是資源采集與特性描述；二是分離技術(shù)的發(fā)展；三是便攜式稀土元素傳感器的開發(fā)；四是工藝和系統(tǒng)建模；五是技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。
據(jù)美國能源部國家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室2015年12月公布信息，選定10個(gè)項(xiàng)目獲得經(jīng)費(fèi)支持，開展從煤和煤的副產(chǎn)品中回收稀土元素的研究，選定的項(xiàng)目通過開發(fā)更具成本效益和環(huán)保的方法技術(shù)來推動(dòng)計(jì)劃目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。美國能源部在10個(gè)項(xiàng)目中投資超過800萬美元，開發(fā)從美國煤和煤的副產(chǎn)品中有效回收稀土的實(shí)驗(yàn)室規(guī)模和中試規(guī)模相關(guān)技術(shù)。投資項(xiàng)目主要分兩個(gè)領(lǐng)域：一是實(shí)驗(yàn)室規(guī)模開發(fā)；二是從煤和煤的副產(chǎn)品中經(jīng)濟(jì)地分離、提取混合稀土精礦的中間階段實(shí)驗(yàn)技術(shù)，包括從煤炭相關(guān)操作中分離固體和液體。其中，第一階段包括與煤炭相關(guān)物質(zhì)的采樣和特性描述，比如煤層頂?shù)装逦镔|(zhì)，和/或從煤灰回收稀土的合適物質(zhì)；技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性研究；并提出稀土回收技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在第一階段結(jié)束，每個(gè)項(xiàng)目將提供他們的研究成果，為提前進(jìn)入第二階段的評(píng)估以及提前考慮最后階段工程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。預(yù)計(jì)多達(dá)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的項(xiàng)目和兩個(gè)試點(diǎn)規(guī)模的項(xiàng)目將提前進(jìn)入第二階段。這些第二階段項(xiàng)目的成功實(shí)施，將會(huì)引領(lǐng)美國國內(nèi)從煤和煤的副產(chǎn)品中經(jīng)濟(jì)回收稀土元素技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。據(jù)悉，參與項(xiàng)目的主要機(jī)構(gòu)包括：懷俄明大學(xué)、杜克大學(xué)、西弗吉尼亞大學(xué)研究中心、諾伊曼系統(tǒng)集團(tuán)、巴特爾研究所、被達(dá)科他大學(xué)、肯塔基大學(xué)、物理科學(xué)公司、南方研究所。
2016年11月，美國能源部國家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室（NETL）公布選定5個(gè)新項(xiàng)目獲得研究經(jīng)費(fèi)，繼續(xù)支持對(duì)高濃度的稀土元素的煤和煤的副產(chǎn)品的研究。這些為期18個(gè)月的項(xiàng)目將致力于對(duì)美國國內(nèi)不同地區(qū)的煤炭和煤的副產(chǎn)品的識(shí)別和現(xiàn)場取樣，并開展化學(xué)分析以確定含高濃度（大于300ppm）稀土的區(qū)域，新支持的5個(gè)項(xiàng)目是對(duì)美國從煤炭和煤的副產(chǎn)品中回收稀土元素的研究、開發(fā)與示范計(jì)劃已有研究工作的補(bǔ)充。
結(jié)語
據(jù)相關(guān)資料顯示，許多煤田擁有較高的稀土水平，初步估計(jì)全球粉煤灰中的稀土元素含量平均為445ppm，并且已有多份關(guān)于粉煤灰的稀土元素含量報(bào)告顯示其含量遠(yuǎn)超過全球平均含量。全球每年產(chǎn)生的粉煤灰量可觀，尤其中國煤炭發(fā)電的比重很大，因此形成的粉煤灰與日俱增，如果能成功從粉煤灰中規(guī)�；崛∠⊥�，將廢棄的煤灰變廢為寶，不僅保護(hù)生態(tài)環(huán)境，而且能夠有效進(jìn)行資源的回收循環(huán)利用，其戰(zhàn)略意義、環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)價(jià)值巨大，未來能否從煤和煤的副產(chǎn)品中工業(yè)化提取稀土的前景取決于研究的進(jìn)展。
