發(fā)表時(shí)間:2009-12-31 文章來(lái)源:
近日,來(lái)自英國(guó)利茲大學(xué)工程系的研究人員們發(fā)現(xiàn)了一種可以從二氧化鈦礦石中大量獲取稀土氧化物的方法。稀土氧化物是制造風(fēng)力渦輪機(jī)、節(jié)能燈必不可少的材料,同時(shí)也被應(yīng)用在在混合動(dòng)力汽車(chē)領(lǐng)域。研究人員發(fā)現(xiàn),這些稀土氧化物可以通過(guò)低成本、易操作的方法從一些工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢料中提取。
稀土元素是從比較稀少的礦物中發(fā)現(xiàn)的,“土”原指不溶于水的物質(zhì),故稱(chēng)稀土。稀土家族是來(lái)自鑭系的15個(gè)元素,加上與鑭系相關(guān)密切的鈧和釔共17種元素。
天然的稀土元素常常是結(jié)伴同行,人們必須想方設(shè)法才能把它們分離。人類(lèi)在認(rèn)知稀土的早期,常常在得到某種稀土元素時(shí),卻不知道還有別的“頑皮”的元素隱藏其中,或者無(wú)法將不愿分手的伙伴分開(kāi)。比如“鑭”就是在“鈰”中發(fā)現(xiàn)的,它的名字“La”就是希臘語(yǔ)“隱藏”一詞的縮寫(xiě)!扮掆S”在希臘語(yǔ)中意為“雙生子”,“鐠釹”是在“鑭”中間發(fā)現(xiàn)的,而40年以后,它們才得以被分離成兩個(gè)元素,所以一個(gè)就叫“鐠”,另一個(gè)則取名 “釹”。
由于特殊的原子結(jié)構(gòu),稀土家族的成員非;顫,且個(gè)個(gè)身手不凡。它們與其他元素結(jié)合,便可組成品種繁多、功能千變?nèi)f化、用途各異的新型材料,且性能翻番提高,被稱(chēng)作當(dāng)代的“工業(yè)味精”。如鑭可以用于制造壓電材料、電熱材料;鈰廣泛應(yīng)用于汽車(chē)尾氣凈化催化劑中,可有效防止大量汽車(chē)廢氣排到空氣中;鐠則應(yīng)用于石油催化裂化等領(lǐng)域。
這一發(fā)現(xiàn)的主要研究人杰哈教授說(shuō):“這些材料還廣泛應(yīng)用于電力工作以及核能領(lǐng)域,所以珍貴的稀土元素在能源界一向是供不應(yīng)求的。對(duì)于這個(gè)技術(shù)我們寄予厚望,因?yàn)檫@一發(fā)現(xiàn)有可能會(huì)改變目前原材料緊缺的現(xiàn)狀,同時(shí)它也比現(xiàn)行的技術(shù)更為環(huán)保!
盡管稀土元素在地殼中的儲(chǔ)量比起貴重金屬如金和鉑等來(lái)說(shuō)還是要多一些,但是其氧化物卻不多,而純度適合商業(yè)化開(kāi)采和利用的就更是少之又少。但是,高純度的稀土元素氧化物卻往往能在二氧化鈦礦石中被找到。二氧化鈦的應(yīng)用十分廣泛,從化妝品、醫(yī)藥到電力甚至航空航天領(lǐng)域都會(huì)使用到它。而杰哈教授和他的同事們很早就發(fā)現(xiàn)了這一點(diǎn),并對(duì)此進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)8年的研究。
目前,杰哈教授以及他同事們的研究已經(jīng)取得了巨大進(jìn)展,他們正在對(duì)加工過(guò)程細(xì)節(jié)做調(diào)整,以求提取更高純度的二氧化硅,現(xiàn)在他們已經(jīng)成功提取純度超過(guò)99%的二氧化硅。不僅如此,這個(gè)技術(shù)還能最大限度的減少原料的浪費(fèi),同時(shí)也減少CO2的排放。而他們最近發(fā)現(xiàn)的從二氧化硅中提取稀土氧化物的技術(shù)為這個(gè)加工環(huán)節(jié)帶來(lái)了珍貴的副產(chǎn)品,可謂是一舉兩得。
談到該技術(shù)目前的發(fā)展?fàn)顩r和未來(lái)時(shí),杰哈教授說(shuō):“目前我們的技術(shù)可以達(dá)到60%—80%的回收率,不過(guò)相信隨著技術(shù)的不斷發(fā)展這一比率還將會(huì)提高。令人高興的是,我們已經(jīng)成功地從二氧化硅中提取了釹、鈰、鑭等稀土元素的氧化物。這個(gè)技術(shù)具有重大意義,因?yàn)樗_(dá)到了經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的‘雙贏’!