價值近1000億美元的稀土元素可能埋藏于美國

廢棄化石燃料的廢棄物可能蘊藏著價值數(shù)十億美元的稀土元素寶庫。

在2024年的一篇論文中，地質(zhì)學(xué)家計算出，化石燃料電廠燃燒的煤炭廢灰可能含有高達(dá)1650億美元的稀土元素——而且可行開采的資金可能高達(dá)970億美元。

德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的地球科學(xué)家團(tuán)隊表示，通過回收這些元素，美國可以為美國提供自主的這些關(guān)鍵元素來源，而無需繁重地開采或依賴進(jìn)口，而進(jìn)口目前供應(yīng)了美國大部分稀土材料。

“這真是'垃圾變寶'的口號。”地質(zhì)學(xué)家布里奇特·斯坎倫說杰克遜地球科學(xué)學(xué)院的成員。“我們基本上是在努力關(guān)閉循環(huán)，利用廢棄物并回收廢棄物中的資源，同時減少環(huán)境影響。”

馬薩諸塞州什魯斯伯里的一個煤灰填埋場。(馬薩諸塞州環(huán)境保護(hù)部)

稀土元素，或稱REEs，是由元素周期表上的15種鑭系元素組成的17種元素，加上釔和釙。這些元素被歸類為”關(guān)鍵礦物在美國，他們對此至關(guān)重要數(shù)百個行業(yè)和技術(shù)包括電池、風(fēng)力渦輪機、電動汽車和智能手機。

美國方面方面沒有太多限制區(qū)儲量獨樹一幟。相反，它幾乎完全依賴進(jìn)口，其中大多數(shù)——約70%——來自中國.

然而最新研究表明可能隱藏著一處未開發(fā)的可再生元素礦藏：自20世紀(jì)50年代以來，美國發(fā)電廠產(chǎn)生的520億噸煤灰廢棄物。

事情是這樣的。煤炭——古老的化石化植物物質(zhì)——并不純凈，但會吸收微量其他物質(zhì)它在漫長歲月中形成并硬化。這些微量極少，根本不值得抽取;它們肯定不會超過煤炭作為化石燃料的價值。

但當(dāng)煤炭被燃燒時，會發(fā)生一些有趣的事情。煤炭中的可燃部分，如碳、氫和硫，會以氣體的形式燃燒，留下不可燃的部分。這包括粘土礦物，石英，以及REEs。

由于大部分煤質(zhì)以煙霧形式消失，殘留的玻璃灰中REE的濃度是未燃燒煤的4到10倍。

需要說明的是，這些濃度遠(yuǎn)低于商業(yè)礦石。然而，精煉煤灰不需要更多的開采——它利用已經(jīng)開采的礦石——因此這是一項值得的努力。

該團(tuán)隊由斯坎倫和地質(zhì)學(xué)家羅伯特·里迪共同領(lǐng)導(dǎo)，匯集了數(shù)十年來關(guān)于灰分成分、提取效率和廢物儲存地點的數(shù)據(jù)。他們估計，1985年至2021年間，可能有1100萬噸可訪問的煤灰礦藏——幾乎是當(dāng)前美國儲量的八倍。

美國所有煤灰中15個鑭系元素的理論總價值約為560億美元。根據(jù)不同場地，30%到70%的煤灰可被開采，使可采煤灰的總價值降至140億美元。

研究人員確定，可從可獲得的煤灰中提取的鑭系化物價值高達(dá)84億美元。

然而，加入釔和钅后，這些數(shù)字的總價值飆升至1650億美元，其中970億美元是可回收的，論文稱。

這主要是理論上的;提取方法包括仍在調(diào)查中.但它是一個足夠珍貴的寶藏，科學(xué)家和美國政府都擁有他們認(rèn)真對待這些可能性.

“除了通過開發(fā)可再生能源資源提升美國能源安全外，生產(chǎn)這些可再生能源的經(jīng)濟價值還可能幫助抵消環(huán)境脆弱地區(qū)未襯里灰渣填埋場或池塘修復(fù)的成本。”研究人員總結(jié)道.

“應(yīng)在全球擁有煤灰的國家評估來自煤灰的REE資源開發(fā)潛力?！?/p>

相關(guān)：首次在植物中發(fā)現(xiàn)稀土元素晶體形成

還有許多其他可能來源稀土元素的方法，但其中許多也可能帶來提取困難。

近年來，科學(xué)家們提出火山可能是寶貴礦物的肥沃來源。

澳大利亞國立大學(xué)地質(zhì)學(xué)家邁克爾·阿嫩堡（Michael Anenburg）說：“已滅絕的富鐵火山常被開采鐵礦石在《對話》中解釋.

“我們的結(jié)果表明，這些地點現(xiàn)有的礦井有可能被改造以生產(chǎn)稀土?！?/p>

另一個來源是植物。在本月剛發(fā)表的研究中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了蕨類擁有不可思議的超能力藏在組織中：能夠從金屬土壤中收集和儲存稀土元素，自然地從地下提取資源。