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美西维吉尼亚大学研究从矿山废水中提取稀土

美西维吉尼亚大学研究从矿山废水中提取稀土
图为西维吉尼亚大学摩根敦校区空拍全景图。(Shutterstock)
2026-08-1102:19 中港台时间
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【大纪元2026年08月10日讯】(大纪元记者李思齐综合报导)美国西维吉尼亚大学(West Virginia University,WVU)多年来研究从煤矿酸性矿山排水(acid mine drainage,AMD)中回收稀土元素,如今正进一步将相关技术推向商业化,并拓展至其它非传统矿业来源。这项技术有望在治理历史采矿污染的同时,开发美国国内的稀土供应来源,降低对中国供应链的依赖。

WVU的相关研究始于2016年。当年,研究团队开始在美国能源部支持下调查酸性矿山排水及其处理产物中的稀土元素。AMD是煤矿开采留下的环境问题之一,含有多种溶解金属;研究人员发现,其中也含有可回收的稀土元素。

WVU表示,与美国一些传统稀土来源相比,部分AMD中的稀土元素组合具有较高比例的重稀土元素及磁体关键元素,包括镝(dysprosium)、铽(terbium)和钇(yttrium),同时也含有钕、镨等轻稀土元素。这些材料广泛应用于高性能磁体、电子产品、能源设备及国防系统。

这项研究最初主要着眼于环境治理,但随着技术发展,研究人员逐渐探索如何在处理污染水的同时回收其中具有经济价值的稀土元素。WVU目前已建立试验规模的回收与加工设施,并证明AMD可以作为持续性的国内稀土原料来源。

A34设施验证回收技术

2022年,WVU与西维吉尼亚州环境保护局(WVDEP)合作,在西维吉尼亚州Mount Storm建立A34 AMDREE加工设施。WVU称,A34是美国首座整合式、试验规模的AMD稀土回收设施,目的是在实际运行条件下验证从酸性矿山排水回收稀土的可行性及可扩展性。

A34处理的是真实的酸性矿山排水,而非单纯的实验室样品。WVU资料显示,该设施可以将稀土回收流程整合到既有的AMD水处理系统中,在治理污染水的同时回收稀土材料。

更重要的是,A34回收的稀土原料具有明显的重稀土及磁体关键元素特征。WVU公布的数据显示,该设施所处理的AMD中,钇约占稀土总量的29%,钕和镨约占19%,镝约占6%,铽约占1%;其中镝、铽和钇等元素在整体价值中的占比尤其突出。

经过后续分离及精炼,A34项目已成功制得纯度超过95%的重稀土氧化物(HREO)和轻稀土氧化物(LREO)产品,证明这项技术不只是能够从污染水中“抓出”稀土,也可以进一步制备适合后续加工的材料。

从煤矿排水拓展至更多非常规来源

WVU在5月26日正式宣布成立“稀土元素倡议”(Rare Earth Elements Initiative,WVU REE),希望将过去约10年的研究成果整合为一个专门的研究、技术开发及产业化平台。

WVU表示,其目标之一是利用美国境内现有的废弃物及矿业副产品建立新的稀土原料来源,从而减少美国对海外供应链的依赖。美国目前高度依赖进口稀土,而中国在全球稀土供应链中占有重要地位,因此寻找国内替代来源已成为美国关键矿物政策的重要方向。

除了酸性矿山排水外,WVU目前也在探索从硬岩矿山、矿山尾矿、赤泥及其它工业副产品等非常规原料中回收稀土元素。这意味着,研究团队希望将在AMD中开发的回收技术进一步应用到更多现有的矿业废弃物及工业废料。

成立新公司推动商业化

为加快技术从学术研究走向产业应用,WVU推出了营利性新创公司Mission Critical Materials(MCM),负责推动相关技术的工程化、规模化及多地部署。MCM目前将自身定位为一家材料公司,主要利用从酸性矿山排水中回收稀土的技术,建立美国国内的关键材料供应链。

MCM的商业模式并不是重新开采新的矿山,而是利用既有的矿山排水处理系统,在污染治理过程中增加稀土回收环节。其设想是,在不同AMD处理地点部署模组化回收设备,再将回收材料集中进行后续分离、精炼及加工。

这种模式若能实现大规模部署,将有可能同时处理两项问题:一方面降低历史煤矿留下的酸性排水污染,另一方面把原本需要治理的矿业废弃物转化为稀土原料。

不过,从试验及示范设施走向真正的大规模商业生产仍需要时间。AMD中的稀土浓度相对较低,回收成本、原料供应量、下游分离及精炼能力,以及不同地区的矿权和材料所有权等问题,都可能影响其商业化速度。

责任编辑:李琳#

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