美国能源部选择多个项目以加强从煤和煤的副产品中回收稀土元素的研究

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概要:美国能源部(DOE)国家能源技术实验室(NETL)已选定10个项目获得研究经费支持实验室项目从煤和煤的副产品中回收稀土元素。选定的研究项目将进一步制定目标计划着眼于从美国国内煤和煤的副产品中回收稀土元素(稀土)开发成本效益和降低环境危害的方法。投资项目分两个领域:(1)实验室规模开发(2)从煤和煤的副产品中经济地分离、提取混合稀土精矿的中间阶段实验技术,包括从煤炭相关操作中分离固体和液体。美国计划提供前期能源部化石能源(FE)的资金为实施十个项目第一阶段的研究经费。1期工程包括与煤炭相关物质的采样和特性描述,比如煤层顶底板物质,和/或从煤灰回收稀土的合适物质;技术经济可行性研究;并提出稀土回收技术的系统设计。在第一阶段结束,每个项目将提供他们的研究成果,为提前进入第二阶段的评估以及提前考虑最后阶段工程系统的设计。_____________________________________________________________________________

据估计全球粉煤灰中的稀土元素含量平均为445ppm,已有多份关于粉煤灰的稀土元素含量的报告显示其含量远超过全球平均含量。全球每年产生的粉煤灰量可观,如果能成功从粉煤灰中规模化提取稀土,将废弃的煤灰变废为宝,不仅保护生态环境,而且能够有效进行资源的回收循环利用,其战略意义和经济价值不言而喻,能否从煤灰中工业化提取稀土的前景取决于研究的进展。

2010年,美国能源部国家能源技术实验室启动了一个小规模调查工作来探索如何从煤和煤的副产品中提取稀土元素。美国国会已经认识到这种资源的重要性,在2014财政年度拨付资金确定其资源量,以环保的方式经济回收稀土金属。2014年,美国加大其工作程度,评估包含在地下煤炭和来自于选煤厂和电厂(燃烧后的物质)煤炭副产品废弃煤中的潜在的稀土金属资源。

美国能源部从煤炭和煤的副产品中回收稀土元素的研究、开发与示范计划总体目标是在2023年-2025年实现美国国内稀土分离技术的技术经济可行性。回收稀土的技术主要集中在从总稀土含量至少300ppm的煤和煤的副产品中分离和回收稀土元素等方面。通过开展实验室稀土元素分离项目和通过实验室规模中试规模设施的可行性示范,最终实现稀土分离技术的商业应用。

从煤和煤的副产品中回收稀土元素的研究、开发和示范计划包括五个核心技术领域:(1)资源采集与特性描述(2)分离技术的发展(3)便携式稀土元素感应器的开发;(4)工艺流程和系统模拟;(5)技术经济分析。

据美国能源部公布信息,其所属的国家能源技术实验室选定10个项目获得经费支持,开展从煤和煤的副产品中回收稀土元素的研究。选定的研究项目将进一步制定目标,计划着眼于从美国国内煤和煤的副产品中回收稀土元素(稀土)的方法。美国能源部在10个项目中投资超过800万美元,开发可能从美国煤和煤的副产品中有效回收稀土的实验室规模和中试规模相关技术,投资项目主要分两个领域:(1)实验室规模开发(2)从煤和煤的副产品中经济地分离、提取混合稀土精矿的中间阶段实验技术,包括从煤炭相关操作中分离固体和液体。其中,第一阶段包括与煤炭相关物质的采样和特性描述,比如煤层顶底板物质,和/或从煤灰回收稀土的合适物质;技术经济可行性研究;并提出稀土回收技术的系统设计。在第一阶段结束,每个项目将提供他们的研究成果,为提前进入第二阶段的评估以及提前考虑最后阶段工程系统的设计。预计多达两个实验室规模的项目和两个试点规模的项目将提前进入第二阶段。这些第二阶段项目的成功实施将会引领美国国内从煤和煤的副产品中经济回收稀土元素技术的发展与应用。

领域1:实验室规模技术的开发

 

领域2:中试技术开发

 

2016年11月,美国能源部国家能源技术实验室(NETL)宣布选定5个新项目获得研究经费,支持含有高浓度的稀土元素的煤和煤的副产品的研究。为期18个月的项目将致力于识别和现场取样,并对美国国内不同地区的煤炭和煤的副产品开展化学分析以确定含高浓度(大于300ppm)稀土的地区。

编译自美国能源部网站等相关信息

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