美科学家开发清洁煤矿排水和提取稀土元素的工艺

俄亥俄州立大学的研究人员开发了一种清洁煤矿排水并从中提取稀土元素的新工艺。在《环境工程科学》杂志的一篇开放获取论文中，该团队报告说，该过程成功地清洁煤矿排水，同时在俄亥俄州、宾夕法尼亚州和西弗吉尼亚州的多条河流样本中产生了稀土元素。

煤矿排水 (CMD) 每年损害数万公里的美国水道，部分原因是低浓度稀土元素 (REE) 的浸出。稀土元素对于现代技术至关重要，但经济上可行的天然矿床在地理空间上是有限的，因此会引起地缘政治担忧，而且它们的开采是能源密集型和环境破坏性的。

这项工作总结了陷阱-提取-沉淀 (TEP) 过程的实验室规模实验结果，并使用质量和能量平衡来估计 TEP 的经济成本和环境影响。TEP 工艺利用稳定烟气脱硫 (sFGD) 材料或水处理厂 (WTP) 污泥的碱度和过滤能力来修复 CMD 水并提取稀土元素。

使用 WTP 污泥的被动处理系统比使用 sFGD 材料的被动处理系统便宜（89,300 美元/年或 86 美元/gT-REE 对比 89,800 美元/年或 278 美元/gT-REE），并且在两个不同影响评估的所有指标中都提高了环境绩效方法。这些差异主要归因于 WTP 污泥在处理应用中具有更大的中和能力。

目前，煤矿排水使用主动处理系统进行处理，主动处理系统使用化学物质来清洁水，或被动处理系统，这通常取决于细菌活动或地球化学方法。

根据这项研究，被动方法往往需要更少的资源，对环境的影响也更小。俄亥俄州立大学团队使用被动系统，该系统结合了碱性工业副产品，包括水处理厂污泥等材料，以中和煤排放并捕获稀土元素。去除废水所需的平均时间通常有所不同，因为这一过程在很大程度上取决于水从矿井流出的速度。

该过程捕获了现代技术中使用的各种金属，包括铽、钕和铕。该工艺目前的成本高于稀有金属的当前市场价格，但进一步的研究进展将使价格下降。获取更多科技前沿请访问：https://byteclicks.com

研究人员希望这项研究能为未来关于煤废料处理的政策提供信息，并帮助公众检查采矿在典型成本之外对环境的影响，例如它对人类健康和整个生态系统的影响。

这项工作得到了环境研究教育基金会和美国能源部的支持。