深海软泥作为稀土元素来源的巨大潜力

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稀土元素和钇(REY)等关键金属供应短缺的潜在风险激发了对深海矿产资源商业开采的极大兴趣。2013 年,在日本南部岛屿附近的北太平洋西部发现了总REY 含量超过5000ppm 的深海软泥。由于富REY 软泥巨大的开采量和有利的矿物学特征,因此它具有作为稀土金属资源的巨大潜力。在这里,我们用地理信息系统软件(GIS)估算了富REY 软泥中的资源量,并建立了一个矿物处理程序,以大大提高其经济价值。据估计,最有前景的地区(105km2×0~10mbsf)的稀土氧化物资源量为1200000t,钇、铕、铽和镝分别占全球年度需求量的62%、47%、32%和56%。此外,使用水力旋流器,我们能够选择性地回收具有高REY 部分(高达22000ppm),且组成粒度分布中粗粒部分的的生物磷酸钙颗粒。巨大的资源量和高效率处理是这种新的REY 资源可在不久的将来被利用的强力标志。

由于稀土元素和钇(REY)具有独特的物理和化学性质,因此它们是许多先进技术的关键材料。REY 的应用范围很广,包括混合动力汽车、可充电电池、风力涡轮机、发光二极管、微型荧光灯、屏幕显示面板以及许多医疗和军事技术。REY 的工业用途,特别是可再生能源技术和电子产品,近年来推动了对基础金属的需求。在快速增长的REY全球需求中,Kato 等人(2011 年)发现了REY 含量极高(高达2230ppm)的富REY软泥,其广泛分布在太平洋的深海地层。随后,2013 年由日本海洋地球科学技术机构管理的深海研究船KAIREI 号进行的KR13-02 次航次期间,在南鸟岛周围海域发现了REY含量高—极高的软(ΣREY 含量为2000~5000ppm 以上的深海沉积物)(图1)。富REY软泥具有如下几个优点:稀土元素含量高(特别是从铕到镥的重稀土元素(HREE)),储量巨大,缺乏放射性元素(铀和钍),易于提取和回收。因此,预计富REY 软泥将被视为大有前景的新型矿物资源。由于日本南鸟岛专属经济区内发现的富“极高品位”REY的软泥,通过工业界、学术界和日本政府成员之间的合作,正在对开发体系和经济评估进行研究。本项研究使用地理信息系统(GIS)软件详细估算了富REY 软泥的资源潜力,并提出了能够有效提高经济价值的适当选矿技术。

 

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