提取和分離稀土元素的新型環(huán)保方法

來源：中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局

　　　一種新方法改進(jìn)了從非常規(guī)來源提取和分離稀土元素的過程。來自賓夕法尼亞州立大學(xué)和勞倫斯利沃莫國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們開展的新研究表明，從細(xì)菌中分離出的蛋白質(zhì)如何提供一種更環(huán)保的方式來提取這些金屬，并將它們與其他金屬以及彼此間進(jìn)行分離。這種方法最終可能會(huì)擴(kuò)大規(guī)模，以幫助開發(fā)來自可回收的工業(yè)廢物和電子產(chǎn)品的稀土金屬的國(guó)內(nèi)供應(yīng)。

　　賓夕法尼亞州立大學(xué)Joseph Cotruvo Jr.教授表示，“為了滿足新興清潔能源技術(shù)對(duì)稀土元素日益增長(zhǎng)的需求，我們需要解決供應(yīng)鏈中的幾個(gè)挑戰(zhàn)。這包括提高效率以及減輕這些金屬的提取和分離過程的環(huán)境影響。在這項(xiàng)研究中，我們展示了一種具有應(yīng)用前景的新方法（使用天然蛋白質(zhì)），可以擴(kuò)大規(guī)模以從低品位來源（包括工業(yè)廢棄物）中提取和分離稀土元素。”

　　由于美國(guó)目前需要進(jìn)口其所需的大部分稀土元素，新的重點(diǎn)聚焦于建立非常規(guī)來源的國(guó)內(nèi)供應(yīng)，包括燃燒煤炭和開采其他金屬產(chǎn)生的工業(yè)廢棄物，以及手機(jī)和諸多其他材料產(chǎn)生的電子廢棄物。這些來源廣泛，但被認(rèn)為是“低品位的”，因?yàn)橄⊥僚c許多其他金屬混合，并且稀土的含量太低，傳統(tǒng)工藝無法從中獲取稀土。此外，目前的提取和分離方法依賴于刺激性化學(xué)品，勞動(dòng)強(qiáng)度大，有時(shí)涉及上百個(gè)步驟，產(chǎn)生大量廢棄物，并且成本高。

　　這種新方法利用了研究團(tuán)隊(duì)先前發(fā)現(xiàn)的一種叫做lanmodulin的細(xì)菌蛋白質(zhì)，這種蛋白質(zhì)與稀土元素結(jié)合的能力比與其他金屬結(jié)合的能力強(qiáng)近10億倍。首先，將該蛋白質(zhì)固定在柱子內(nèi)的微珠上，向柱子內(nèi)添加液體源材料。然后，蛋白質(zhì)與樣品中的稀土元素結(jié)合，這使得只有稀土保留在柱子內(nèi)，剩余的液體被排出。最后，通過改變條件（例如改變酸度或添加額外的成分），結(jié)合的稀土金屬?gòu)牡鞍踪|(zhì)中脫離，從而排出并得到回收。通過細(xì)致地依次改變條件，可以分離出單一稀土元素。