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图为在球磨机中用螯合剂辅助湿法铣削的示意图，并将旋转球磨机和行星球磨机中的Y-产率（百分比）进行比较。图片:金沢大学 现代技术依赖元素周期表下方的一组17种。被称为稀土(REs)，这些金属多有强磁性，通常在计算机、绿色能源和其他技术的应用中被发现。然而，由于价格上涨、矿业法律问题和采矿困难，维护他们的供应是一个重大的科学和政治挑战。 几种REs，比如钇(Y)和铕(EU)，用作荧光灯(FLs)的荧光粉。这些灯逐渐取代传统白炽灯照明，但使用寿命有限。超过使用期限的FLs的是这样的一个潜在REs的巨大来源——一个“技术领域采矿”的例子——但要从用过的荧光粉中提取这些金属，就需要经过恶劣的污染过程。现在，一个由日本金沢大学领导的团队已经开发出了一种更清洁的方法。 据《废物管理》杂志报道，金泽的研究小组没有使用酸萃取剂来溶解废灯中的稀土元素，而是转向了螯合剂的化学性质。螯合剂——含有N或O等元素的有机化合物通过电子注入与金属结合。这使得他们可以温和地从废磷光体的固体物质中滤出稀土元素，而不需要强酸。 “一种理想类型的螯合剂被称为氨基聚羧酸，”该研究的合著者Ryuta Murase解释说。“这已经被用于从固体废弃物中去除有毒金属。我们发现，它们在从废荧光粉中提取稀土元素的效率也很高，特别是钇和镧，它们被用于化学活性较高的红色荧光粉中。最佳性能是由螯合剂EDTA，可能是因为它形成了最强的配合物与金属。” 为了提高萃取率，研究小组在他们的工艺中加入了第二个成分：机械化学能。行星滚珠磨——将固体磨成微小的颗粒，在旋转室内的小硬球层之间被发现在螯合剂处理中使用会提高REs的产量。这是因为，一旦磨碎，较大的表面积的粉状荧光粉提供了更容易获得的金属内浸出。 “我们努力优化的过程中的每一个细节，包括温度，pH，铣削速度，球的大小，和其他因素，说：”相应的作者长谷川浩志。“我们的努力得到了回报，经济上最重要的稀土金属从废旧灯具中流失，回收率从53%到84%不等。回收利用对于可持续的技术发展是至关重要的，我们希望说明它可以做到清洁和高效。” |
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