稀有金屬的新來源對現代技術至關重要

2020-12-04 稀世知真

聖安德魯斯大學

在馬達加斯加北部的一個現場。厚厚的粘土沉積物在一個名為Ambohimirahavavy的古老火山的巖石上形成。這座火山大約在2400萬年前活躍，後來被侵蝕，露出了內部。最靠近地表的巖石風化形成了一個粘土礦床，在那裡原始的礦物被分解釋放出稀有金屬，然後這些金屬粘在粘土礦物上。供稿:凱薩琳·古登諾和馬丁·史密斯

由聖安德魯斯大學和布萊頓大學領導的一項研究揭示了稀土金屬的新發現來源，稀土金屬對可再生能源生產、行動電話、筆記本電腦和電視等現代技術至關重要。

這項發表在《自然通訊》上的研究調查了現代技術日常使用中廣泛使用的重稀土金屬的替代來源，重點關注馬達加斯加北部的亞熱帶土壤。

現代技術，比如利用風能和水能等可再生資源生產綠色能源，需要大量的稀有金屬，即所謂的電子技術金屬。電子科技金屬的開採成本可能很高，對環境具有挑戰性，而且能源密集。對於那些來自於古山帶或火山形成的巖石中的金屬來說，這一點尤其正確。這些巖石必須被挖掘、壓碎，然後經過加工，才能將有價值的金屬從其他金屬中分離出來。

有時，大自然也會伸出援手，將自然中難以破碎的礦物分解成更軟的材料，從中可以更有效、更可持續地提取有價值的商品。

這項研究是由聖安德魯斯大學地球與環境科學學院和布萊頓大學的同事領導的，重點追蹤一種被稱為稀土元素的特殊金屬。這些金屬包括釹、鐠和鏑，它們是手機、電腦、軍事或醫療器械、風力渦輪機和電動汽車等技術的關鍵部件。

未來幾十年，隨著雄心勃勃的清潔能源項目(如歐盟的綠色協議)在全球展開，對稀土金屬的需求將呈指數級增長。然而，大多數經濟體仍嚴重依賴從中國進口。

目前，中國生產的稀土元素約佔世界供應的77%。最稀有的稀土，尤其是用於永磁體的稀土，主要來源於中國南方花崗巖、正長巖等熱帶風化形成的離子吸附粘土礦床或紅土。

利用一種被稱為「同步加速器」的強x射線源，研究小組在原子尺度上揭示了稀土元素在土壤中的位置。研究小組發現，稀土鬆散地附著在粘土顆粒的表面。通過比較馬達加斯加風化的火山複合體和中國開採的樣品，這項研究為了解自然如何生產容易提取、經濟上可行的稀土礦床提供了關鍵的見解。

該研究的主要作者，來自聖安德魯斯大學的Anouk Borst博士說:「有些人懷疑中國南方的吸附礦床是否獨一無二，但我們的研究證實，中國的土壤和馬達加斯加的土壤是相同的，而且它們的形成方式相似。」現在，在世界其他地方尋找礦藏的競賽已經開始。」這一信息將推動全球在中國以外地區勘探關鍵金屬資源。

源文連結：https://phys.org/news/2020-09-sources-rare-metals-vital-modern.html

相關焦點

  • 「稀有金屬」院士李東英
    李東英是我國稀有金屬工業的開拓者之一、我國第一個把稀土應用到農業領域的人。上世紀60年代,李東英在人們質疑「不可能」的情景下,首創在糧食、經濟作物上用稀土元素。實踐證明,稀土元素能提高農業產量。稀土農用延續至今。李東英在科研上倡導信息新、裝備新、發展思路新、項目新和人才新等「五新」理念。
  • 中國發現超級金屬"錸" 還有哪些稀有金屬?又有什麼用處?
    &nbsp&nbsp&nbsp&nbsp為了找到獲得更多的錸金屬，成都航宇超合金技術有限公司通過與湖南有色研究院的合作，用一年多的時間攻克了技術難題，實現了錸的提純。但是坐擁這樣的稀缺資源，張政和股東們卻發現這種稀有金屬在國內卻幾乎沒有銷路。
  • 外媒:美國稀有金屬幾乎完全依賴中國,回收舊金屬或是最好選擇
    受新冠疫情影響，全球能源產業的走向也出現了新的變化，近日外媒發現，隨著時間的推移，美國在稀土、稀有金屬方面已經越來越離不開中國了，回收舊金屬或是最好封選擇。據半島電視臺12月31日報導，自從上世紀的石油危機以來，美國就一直試圖實現能源獨立。
  • 稀有金屬工業開拓者李東英院士逝世
    稀有金屬冶金及材料專家、中國工程院院士李東英，2020年9月22日在京逝世，享年100歲。李東英是我國稀有金屬工業的開拓者之一、我國第一個把稀土應用到農業領域的人。20世紀60年代，在普遍質疑「不可能」的情況下，李東英首創在糧食、經濟作物上使用稀土元素。實踐證明，稀土元素能提高農業產量，稀土農用延續至今。
  • 鋰電池新設計或減少對稀有金屬依賴
    科技日報紐約9月15日電（記者馮衛東）據最新一期的《自然·材料》報導，為了開發鋰基電池的替代品，減少對稀有金屬的依賴，美國喬治亞理工學院研究人員開發出一種有前景的新型陰極和電解質系統，用低成本的過渡金屬氟化物和固體聚合物電解質代替昂貴的金屬和傳統的液體電解質。
  • 我國首個稀有金屬鈹產業戰略聯盟成立
    為推動我國鈹資源開發、冶煉、加工製造、應用等全產業鏈協同創新，加強科研與產業的結合，提升產業技術創新能力，促進我國鈹產業高質量發展，10月10日，由中色（寧夏）東方集團有限公司、西北稀有金屬材料研究院寧夏有限公司牽頭主辦，稀有金屬特種材料國家重點實驗室承辦的中國鈹產業技術創新戰略聯盟成立大會在寧夏銀川召開，標誌著我國首個稀有金屬鈹產業戰略聯盟成立。
  • 稀有金屬中的「硬漢」
    如果給稀有金屬中的這些硬漢排排名次，毋庸置疑，金屬鎢應當屬於第一「硬漢」。金屬鎢的熔點是所有金屬中最高的，高達3410℃。人們正是利用了它的這一特性，把它用作燈絲材料。對於耐熱的金屬鎢來說，忍耐2000℃左右的高溫根本不在話下。
  • 美國科學家開發鋰電池替代品:或減少對稀有金屬依賴
    《科技日報》9月16日消息，據最新一期的《自然·材料》報導，為了開發鋰基電池的替代品，減少對稀有金屬的依賴，美國喬治亞理工學院研究人員開發出一種有前景的新型陰極和電解質系統，用低成本的過渡金屬氟化物和固體聚合物電解質代替昂貴的金屬和傳統的液體電解質。
  • 稀有金屬打響價格保衛戰
    6月28日~7月4日當周基本金屬、小金屬大部分出現下跌，稀土價格同樣大面積下跌，其中氧化銪、氧化釹、氧化鐠跌幅分別達到7.88%、3.95%、2.4%。實際上，自去年下半年來，整個稀有金屬景氣度亦不斷下降，其中銦品種價格持續暴跌，今年以來跌幅近50%。作為「智能製造」的「電子金屬」，稀有金屬行業如何積極應對長時間的價格走低成為市場關注焦點。
  • 稀有金屬工業開拓者李東英院士逝世，享年100歲
    稀有金屬冶金及材料專家、中國工程院院士李東英，2020年9月22日在京逝世，享年100歲。李東英，1920年生，北京市人。1948年畢業於北京輔仁大學。原國家有色金屬工業局高級工程師。1995年當選為中國工程院院士。
  • 稀有金屬工業開拓者李東英院士逝世,享年100歲
    稀有金屬冶金及材料專家、中國工程院院士李東英，2020年9月22日在京逝世，享年100歲。李東英，1920年生，北京市人。1948年畢業於北京輔仁大學。原國家有色金屬工業局高級工程師。1995年當選為中國工程院院士。
  • 光學鍍膜應用領域拓寬 稀有金屬為生活添彩
    文章來源：泛亞有色金屬交易所　　隨著鍍膜技術的不斷推廣，光學鍍膜技術的應用領域也在不斷拓寬。 用於不同領域的光學鍍膜材料絕大部分屬於儲量非常小的稀有金屬。這些稀有金屬和稀土在工業領域的用量很少，但不可或缺，被稱為「工業維生素」，這些具有優異物理特性的金屬將隨著我們生活水平提高為我們的生活帶來更多的精彩。
  • 百歲院士李東英逝世，他是我國稀有金屬工業的開拓者之一
    稀有金屬冶金及材料專家、中國工程院院士李東英，2020年9月22日在京逝世，享年100歲。李東英，1920年生，北京市人，1948年畢業於北京輔仁大學。李東英是我國稀有金屬工業的開拓者之一、我國第一個把稀土應用到農業領域的人。20世紀60年代，在普遍質疑「不可能」的情況下，李東英首創在糧食、經濟作物上使用稀土元素。實踐證明，稀土元素能提高農業產量，稀土農用延續至今。
  • 稀有金屬銦價格持續下跌 產業發展前景值得關注
    以稀有金屬資源中的鎢為例。我國是鎢生產大國，也是鎢消費大國，然而在鎢製品尤其是高端硬質合金的製造環節，技術水平長期落後於美國和歐洲等。據國際鎢協秘書長在16屆年會上作的報告，2000年我國鎢消費量1萬噸，僅次於歐洲。公開資料顯示，世界已探明鎢儲量290萬噸，我國鎢儲量180萬噸，居世界第一位。但由於開採過度、集中度低，我國鎢的儲採比是世界水平的1/4。
  • ...與SWCC建立戰略夥伴關係,舉辦稀有金屬和採礦用海洋滷水開採...
    國際海水淡化協會日前宣布，它與鹽水轉化合作組織（SWCC）建立了戰略夥伴關係，將於2020年4月8日至9日在沙烏地阿拉伯朱拜爾舉辦稀有金屬和礦物海洋鹽水開採創新國際研討會。該研討會由瑞典海水淡化技術研究所在肯亞環境、水和農業部的贊助下舉辦，旨在為專家科學家、應用研究人員、實踐者提供一個論壇，和創新者分享他們在礦產和金屬開採方面的最新技術和經驗。專題介紹的重點將是先進到概念證明的技術和系統，這些技術和系統有可能以低於地球採礦和傳統生產方法的成本生產礦物和稀有金屬。
  • 北京稀有金屬板雷射切割
    北京稀有金屬板雷射切割，可切割各種金屬板材、主要使用於不鏽鋼、碳鋼、錳鋼、鍍鋅板、各種合金板、稀有金屬等材質的快速切割，廣泛應用於：廚房電器、鈑金機箱機櫃、機械設備、電器設備、燈飾五金、廣告標牌、汽車配件、展示器材、各種金屬製品、鈑金切割加工。
  • 西藏喜馬拉雅成礦帶發現超大型鈹-錫-鎢稀有金屬礦床
    記者15日從中國地質調查局獲悉，中國地質調查局成都地質調查中心科學家在西藏喜馬拉雅成礦帶東段扎西康礦集區南部的錯那洞一帶，識別出大型片麻巖穹隆構造，穹隆內高分異淡色花崗巖具有多期侵入特徵，在穹隆邊部發現厚大的矽卡巖型鈹-錫-鎢稀有金屬礦體。
  • 新工藝減少化學合成中對稀有金屬的需求
    為了製備這些產品，化學家們經常在合成的各個環節使用催化劑（通常以稀有金屬為基礎）。雖然稀有金屬催化劑非常有用，但由於供應有限，從長遠來看，其使用是不可持續的。合成化學家們需要一種替代方法。在最近發表在《Angewandte Chemie》上的一項研究中，來自金澤大學的研究人員報告了這樣一種替代品。
  • 稀有金屬鎵及鉍2月6日正式在交易所掛牌
    稀有金屬鎵於2月6日正式在交易所掛牌發售 小金屬品種鎵由於其重要的戰略價值和經濟價值，正越來越受到重視。
  • 日本開發「城市礦山」 成稀有金屬資源大國
    這是位於日本東京一家回收工廠的作業現場，而這樣的情形正是近年來出現的新概念——「城市礦山」的一角。　　「城市礦山」儲量豐富　　「城市礦山」，指的是廢棄的電子產品中所含有的金、鉑等貴金屬和鈀、銦等稀有金屬，其總量之大已經到了一個可以用「礦山」來形容的地步。如果將這些金屬加以回收利用，則人們居住的城市裡所蘊藏的金屬資源，不亞於甚至超過在自然中發掘的新資源。