賓夕法尼亞大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種通過結(jié)合磁場和降低溫度來分離稀土金屬混合物的方法，該過程可以使金屬離子以不同的速率結(jié)晶，可以從鑭和鏑的50/50混合物中直接獲得99.7%的鏑。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)布在《Angewandte Chemie》國際版上。
稀土是不可再生的戰(zhàn)略性儲備資源，在資源短缺、成本提高、技術(shù)發(fā)展以及環(huán)保需求日益增大的背景下，稀土回收產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及對稀土回收技術(shù)的研究也愈發(fā)重要。
稀土金屬鑭圖片
傳統(tǒng)分離元素混合物的方法是對其進行化學(xué)反應(yīng)，將混合物放入酸溶液中，然后根據(jù)金屬的化學(xué)性質(zhì)，有機化合物和各個金屬離子以不同的速率緩慢移出酸性相并進入有機相。但是稀土金屬之間的的化學(xué)性質(zhì)非常相似，這意味著分離它們需要大量的酸性溶液、時間以及能量的輸入，導(dǎo)致傳統(tǒng)稀土金屬的提取過程，既費時又耗能，還會產(chǎn)生大量的酸廢。
賓夕法尼亞大學(xué)研究人員通過避免使用酸性溶液，降低稀土萃取的破壞性，尤其是在從電子設(shè)備回收稀土的時候。他們發(fā)現(xiàn)，每種稀土金屬的順磁性或它們對磁場的吸引力都不同，而磁場與低溫相結(jié)合會導(dǎo)致金屬離子以不同的速率結(jié)晶。這種方法可以有效地、有選擇性地將鋱、鐿等重稀土元素與鑭、釹等輕金屬分離開。
實驗結(jié)果證明，賓夕法尼亞大學(xué)的新方法可以直接從50/50鑭和鏑混合物中獲得99.7%的鏑，并且相同方法下，有磁性較沒磁性的提取率提高了100%。
這項研究首席研究員埃里克?切爾特爾（Eric Schelter）表示，“如果能夠合理設(shè)計改善金屬分離的方法，對企業(yè)來說那將是巨大的優(yōu)勢。我們的立場是使用一種可以應(yīng)用于新的分離系統(tǒng)以補充現(xiàn)有技術(shù)的方法，來解決與化學(xué)分離有關(guān)的利基應(yīng)用?！?/p>
研究的主要作者羅伯特?希金斯（Robert Higgins）認為，科學(xué)家越快找到更有效分離的新方法，就可以越快改善與稀土開采和回收相關(guān)的一些地緣政治和氣候問題。希金斯目前在研究提高磁場效率的同時，也在研究磁場如何與這些化學(xué)溶液相互作用。
