稀土元素的開采現場。圖片來源：Joe Buglewicz

一項研究提出，生產智能手機和電動汽車所需要的稀土元素可以通過人為制造“電場”更加環保地從地下提取。1月6日，相關研究成果發表于《自然-可持續》。

如今，電子產品中的大多數稀土元素都是通過使用有毒化學物質從礦石中開采并提取的。在開采過程中，會產生數千噸化學廢棄物，污染附近的地下水和土壤。然而，如果使用“人造電場”將這些元素集中到一起，就可以減少對環境有害的化學物質的需求。

“想象一群人被定向燈引導穿過迷宮的場景，稀土元素也可以從礦石中被電場驅趕到特定的收集點。”論文作者、中國科學院廣州地球化學研究所研究員朱建喜說，“這一方式不僅確保了高效開采，而且對環境的破壞較小。”

為此，中國科學院院士何宏平與朱建喜帶領團隊開發了柔性片狀塑料電極，每個電極寬10厘米，長度可定制，由可以導電的非金屬材料制成。在中國南方的一個稀土礦床，他們將176個這樣的電極插入巖石22米深的單個鉆孔。

接下來，他們將硫酸銨注入礦石孔中，以溶解和分離出的稀土元素作為帶電離子激活電極，在帶正電和帶負電的電極之間產生電場。電場使稀土元素向帶正電的電極移動并聚集在一起。然后，他們將這些元素轉移到處理池中，進行額外的純化及分離。

研究人員發現，這種方法能夠大大減少提取稀土元素時使用的有害化學物質數量，相關的氨排放量減少了95%。這有助于防止稀土開采活動污染附近的水和土壤環境。

朱建喜說，該研究結果顯示，從5000噸土方規模的稀土礦中提取稀土元素的效率達到了95%以上，而通過化學方式提取通常只能達到40%～60%。

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41893-024-01501-9