2022-12-01
'산성 광산 배수 처리 슬러지 물질로부터 고급 희토류, Al 및 Co-Mn의 선택적 회수'라는 제목의 연구 결과는 Minerals Engineering에 게재되었습니다.
17가지 희토류 원소를 포함한 중요한 광물은 스마트폰 및 컴퓨터와 같은 많은 일반 가정용 제품과 전기 자동차, 배터리 및 태양열 패널과 같은 청정 에너지 전환에 필수적인 응용 분야에 사용됩니다.이러한 금속에 대한 수요는 높은 경제적 중요성과 높은 공급 위험으로 인해 증가했으며, 결과적으로 금속의 부재는 미국의 경제 및 국가 안보에 중대한 영향을 미칠 것입니다.
미국은 이러한 광물의 공급을 확보할 필요가 있으므로 이러한 광물을 국내에서 추출하는 방법을 살펴볼 필요가 있습니다.산성광산배수(AMD) 및 AMD 처리로 인한 관련 고형물 및 침전물은 여러 중요한 광물 및 희토류 원소의 실행 가능한 공급원인 것으로 밝혀졌습니다.
미국 에너지부(DOE)는 이를 더 탐구하고 있으며 미국 석탄 및 석탄 부산물 공급원에서 REE 및 CM을 추출, 분리 및 회수하는 기술적 타당성과 경제적 실행 가능성을 모두 입증하기 위한 노력에 자금을 지원했습니다. 최소 순도가 75%인 석탄 기반 자원의 혼합 희토류 산화물.
"우리는 이러한 폐기물 스트림에서 CM 및 REE를 회수하기 위한 전략을 개발하기 위해 노력해 왔으며 88.5% 등급 REE라는 이정표를 달성했습니다."라고 Penn State의 에너지 및 광물 공학 교수이자 중요 광물 센터 책임자인 Sarma Pisupati는 말했습니다. ."혼합 희토류 산화물을 달성하기 위해 DOE가 설정한 현재 목표는 75%이며 우리는 그 목표를 초과 달성했습니다."
연구원들은 Lower Kittanning 탄층을 대표하는 산성 광산 배수 및 관련 슬러지 물질을 확보하고 여러 중요 광물의 회수를 평가했습니다.이전 AMD 처리 공정을 기반으로 한 새로운 정화 공정은 슬러지에서 고급 알루미늄, 희토류 원소, 코발트 및 망간 제품을 회수하도록 설계되었습니다."AMD에서 직접 REE 및 CM을 추출하면 슬러지 용해 및 관련 시약 및 처리 비용이 필요하지 않아 저렴한 비용으로 보다 지속 가능한 폐기물 처리 관행이 가능합니다."라고 Penn State의 광산 공학 조교수인 Mohammad Rezaee는 말했습니다. 연구의 공동 저자입니다.
일반적으로 AMD는 pH를 7로 높이기 위해 석회 또는 기타 화학 물질을 첨가하여 처리합니다. 그러나 연구원들은 새로운 프로세스에서 이를 변경했습니다.
희토류 원소 산화물을 추출하는 새로운 AMD 시스템연구원들이 개발한 새로운 시스템에서 pH는 여전히 7로 올라가지만 이것은 단계적으로 이루어집니다.
"pH를 높이기 위해 수산화나트륨, 수산화칼슘 또는 석회를 한꺼번에 첨가하는 대신 단계별로 높이고 있습니다."라고 Pisupati는 말했습니다.“이 방법의 장점은 특정 미네랄이 다른 pH 수준에서 침전될 수 있다는 것입니다.염기를 한 번에 모두 추가하고 pH를 7로 가져오면 이 모든 것들이 동시에 침전됩니다.그런 다음 돌아가서 분리해야 합니다.”
철이 침전하는 데 필요한 수준으로 pH를 올린 다음 알루미늄이 침전하는 데 필요한 pH로 높였습니다.이 침전 후 희토류를 탄산염 침전을 통해 회수한다.
제거된 침전물은 철, 알루미늄 및 기타 잔류물을 제거하기 위해 정제 공정의 사이클을 통해 다시 넣어집니다.
회수된 광물의 순도
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