Золотая жила редкоземельных элементов в золе углей Аппалачей

Исследование содержания редкоземельных элементов в золах углей США показало, что уголь из Аппалачских гор может стать «золотым гусем» для добычи дефицитных материалов, критически важных для чистой энергетики и новых технологий.

Вопрос о том, что делать с отходами сжигания угля, стал особенно актуальным после разлива золы в реку Дэн в Северной Каролине в 2014 году. Одно из перспективных решений — извлечение из золы так называемых критических редкоземельных элементов, таких как неодим, европий, тербий, диспрозий, иттрий и эрбий, которые Министерство энергетики США считает приоритетными. Ученые из Университета Дьюка впервые комплексно измерили содержание этих элементов в пробах золы, представляющих все основные угольные бассейны США, и оценили эффективность их извлечения.

Результаты, опубликованные в журнале Environmental Science and Technology, показали, что зола из аппалачского угля содержит наибольшее количество редкоземельных элементов — 591 миллиграмм на килограмм (частей на миллион). Для золы из углей Иллинойса и бассейна Паудер-Ривер этот показатель составил 403 мг/кг и 337 мг/кг соответственно. Однако стандартный промышленный метод экстракции с азотной кислотой оказался наименее эффективен именно для аппалачской золы, вероятно, из-за того, что элементы заключены в стекловидной матрице алюмосиликатов.

«Если программа по извлечению будет запущена, потребуется подбирать метод восстановления под конкретный химический состав золы, — отметила ведущий автор исследования Хейлин Хсу-Ким. — В отходах угольной промышленности нашей страны буквально содержатся редкоземельные элементы на миллиарды долларов, и наша работа — это первое комплексное исследование, которое начинает оценивать варианты».