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价值近1000亿美元的稀土元素可能埋藏于美国
废弃化石燃料的废弃物可能蕴藏着价值数十亿美元的稀土元素宝库。
在2024年的一篇论文中，地质学家计算出，化石燃料电厂燃烧的煤炭废灰可能含有高达1650亿美元的稀土元素——而且可行开采的资金可能高达970亿美元。
德克萨斯大学奥斯汀分校的地球科学家团队表示，通过回收这些元素，美国可以为美国提供自主的这些关键元素来源，而无需繁重地开采或依赖进口，而进口目前供应了美国大部分稀土材料。
“这真是'垃圾变宝'的口号。”地质学家布里奇特·斯坎伦说杰克逊地球科学学院的成员。“我们基本上是在努力关闭循环，利用废弃物并回收废弃物中的资源，同时减少环境影响。”
稀土元素，或称REEs，是由元素周期表上的15种镧系元素组成的17种元素，加上钇和钋。这些元素被归类为”关键矿物在美国，他们对此至关重要数百个行业和技术包括电池、风力涡轮机、电动汽车和智能手机。
美国方面方面没有太多限制区储量独树一帜。相反，它几乎完全依赖进口，其中大多数——约70%——来自中国.
然而最新研究表明可能隐藏着一处未开发的可再生元素矿藏：自20世纪50年代以来，美国发电厂产生的520亿吨煤灰废弃物。
事情是这样的。煤炭——古老的化石化植物物质——并不纯净，但会吸收微量其他物质它在漫长岁月中形成并硬化。这些微量极少，根本不值得抽取;它们肯定不会超过煤炭作为化石燃料的价值。
但当煤炭被燃烧时，会发生一些有趣的事情。煤炭中的可燃部分，如碳、氢和硫，会以气体的形式燃烧，留下不可燃的部分。这包括粘土矿物，石英，以及REEs。
由于大部分煤质以烟雾形式消失，残留的玻璃灰中REE的浓度是未燃烧煤的4到10倍。
需要说明的是，这些浓度远低于商业矿石。然而，精炼煤灰不需要更多的开采——它利用已经开采的矿石——因此这是一项值得的努力。
该团队由斯坎伦和地质学家罗伯特·里迪共同领导，汇集了数十年来关于灰分成分、提取效率和废物储存地点的数据。他们估计，1985年至2021年间，可能有1100万吨可访问的煤灰矿藏——几乎是当前美国储量的八倍。
美国所有煤灰中15个镧系元素的理论总价值约为560亿美元。根据不同场地，30%到70%的煤灰可被开采，使可采煤灰的总价值降至140亿美元。
研究人员确定，可从可获得的煤灰中提取的镧系化物价值高达84亿美元。
然而，加入钇和钅后，这些数字的总价值飙升至1650亿美元，其中970亿美元是可回收的，论文称。
这主要是理论上的;提取方法包括仍在调查中.但它是一个足够珍贵的宝藏，科学家和美国政府都拥有他们认真对待这些可能性.
“除了通过开发可再生能源资源提升美国能源安全外，生产这些可再生能源的经济价值还可能帮助抵消环境脆弱地区未衬里灰渣填埋场或池塘修复的成本。”研究人员总结道.
“应在全球拥有煤灰的国家评估来自煤灰的REE资源开发潜力。”
还有许多其他可能来源稀土元素的方法，但其中许多也可能带来提取困难。
近年来，科学家们提出火山可能是宝贵矿物的肥沃来源。
澳大利亚国立大学地质学家迈克尔·阿嫩堡（Michael Anenburg）说：“已灭绝的富铁火山常被开采铁矿石在《对话》中解释.
“我们的结果表明，这些地点现有的矿井有可能被改造以生产稀土。”
另一个来源是植物。在本月刚发表的研究中，科学家们发现了蕨类拥有不可思议的超能力藏在组织中：能够从金属土壤中收集和储存稀土元素，自然地从地下提取资源。
中国科学院地球科学家何柳清及其同事指出：“稀土元素是清洁能源和高新技术应用的关键金属，但其供应面临环境和地缘政治挑战在他们的论文中有所解释.
“植物矿业是一种利用超积累植物从土壤中提取金属的绿色策略，具有可持续的REE供应潜力，但仍未被充分探索。”
科学家们在探索这些机会时，毫无疑问，世界如何选择开采这些宝贵元素，关系重大。
煤灰研究于2024年11月发表在《国际煤炭科学与技术杂志》.
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