中国的稀土圈地;分离过程;钕。
中国稀土的权力游戏
稀土元素(REEs)的消息。
中国是世界上最大的稀土供应国,计划结合三国内供应商创建一个大型国有公司的稀土市场份额近70%,据报道日经指数等。
总计在2020年,中国占全球产量的85%,精制REEs,据Wood Mackenzie,一家研究公司。里斯是地壳中发现的化学元素。这些元素是至关重要的,用于汽车、消费电子、计算机、通信、清洁能源和防御系统。
与此同时,中国所涉及的实体整合工作包括中国五矿集团,中国铝业公司和江西赣州城市政府,根据报告。中国在计划这些实体合并到一个新的国营公司——中国稀土集团。据《华尔街日报》。
此举旨在加强中国控制稀土市场。作为回应,美国稀土产业发展减少其依赖。
里斯,也称为镧系元素,一群15元素可以分为两类。“光REEs包括镧(La)、铈(Ce)、(Pr)和钕镨(Nd),”说Wood Mackenzie分析师罗斯Embleton大卫梅里曼。“重REEs包括镧系元素从钐的套件(Sm)镏(陆)和加钇(Y)。”
里斯是至关重要的。“他们用在电气和电子工业、石油工业、航空和制造玻璃和激光,等等。然而,他们用磁铁技术,特别是,提供一个机会来提高效率和/或使小型化关键电子元器件。高强稀土永磁体的发展已经证明对某些新能源技术的发展至关重要,”说Embleton梅里曼。
“里斯有许多应用程序,用于特种陶瓷、日光灯和PET扫描仪,”他们补充说。“新能源技术,具体来说,风力涡轮机和电动汽车(EV)动力传动系统、刺激了对稀土永磁体的需求,与钕磁铁(永磁)占据最大的市场份额。”
分离里斯
最近,美国能源部(DOE)宣布了3000万美元的资金由13个国家实验室和大学研究项目开发新技术,这将有助于确保美国供应的关键材料。这些材料包括钴对电动汽车电池、风车和电子钕,铂金排放控制和燃料生产技术。
在一个项目中,艾姆斯实验室已经被美国能源部获得多达289万美元研究一种新的分离过程稀土。由爱荷华州立大学,艾姆斯实验室是美国能源部的国家实验室。
该项目将研究稀土分离的基本机制使用现有的过程。它涉及一个分离过程,发生在离子吸附粘土。“离子吸附粘土吸附重稀土来自水风化的岩石,并留住他们。轻和更多的可溶性稀土通过粘土,”据Ames实验室。
吸附和吸收是不同的。涉及液体吸收,吸收到一个对象。“吸附是指单个分子、原子或离子聚集在表面,”据ChemBAM,研究网站。
在艾姆斯工作的稀土项目利用分析电子显微镜成像和表征能力。的目标是理解动态吸附和稀土元素的保留机制天然云母和合成层状材料。
“其中一个问题是地质时间尺度,“谭雅Prozorov说,一个Ames实验室的科学家。“本质上,这个过程可能需要数千年,产生不可预测的吸附稀土。我们想知道这个过程是如何工作的,学会控制它,然后复制它更快,更高效,可调过程吸附和分离稀土使用合成粘土层。”
发现钕
宾夕法尼亚州立大学开发了一种新工艺用植物纤维素分离和回收钕。
钕,稀土元素之一,可以结合铁和硼永磁强。
Neodymium-iron-boron磁铁用于电动汽车和混合动力汽车。例如,丰田普锐斯包含一些1公斤的钕马达。钕磁铁也用于风力涡轮机,航空航天和其他产品,根据美国化学学会。
钕和其他稀土元素在地壳中发现,但这些存款是相对稀疏。因此,该行业已经转向回收获得这些元素在汽车和其他产品。但从其他矿物质分离的宝贵元素是很困难的。
作为回应,宾夕法尼亚州立大学开发了一种新的过程分离和回收钕。这个过程包括所谓毛纤维素纳米晶体,纳米颗粒来自纤维素。
在宾夕法尼亚州立大学的过程中,纳米晶体结合钕离子,从其他离子分离,根据研究人员。”要做到这一点,研究人员带负电荷的纳米颗粒的毛层为了吸引和绑定与带正电的钕离子,导致粒子聚集成大块,然后可以有效地回收和重用,”宾夕法尼亚州立大学的研究人员。
“过程是有效的去除能力,选择性和速度,”阿米尔Sheikhi说,助理教授宾夕法尼亚州立大学化学工程和生物医学工程。“可以单独钕在几秒钟内被选择性地去除杂质元素的测试。”
“使用纤维素作为主要代理是一个可持续发展的,具有成本效益的,清洁的解决方案。使用这个过程中,美国将能够与其他巨头中国恢复稀土材料和独立生产,”Sheikhi说。“这对稀土回收将战略和经济上可行的对几个行业的影响。我们回收的钕越多,我们就越能制造电动及混合动力汽车和风力涡轮机,导致减少对环境的压力。”
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