近日，來自英國利茲大學工程系的研究人員們發(fā)現了一種可以從二氧化鈦礦石中大量獲取稀土氧化物的方法。稀土氧化物是制造風力渦輪機、節(jié)能燈必不可少的材料，同時也被應用在在混合動力汽車領域。研究人員發(fā)現，這些稀土氧化物可以通過低成本、易操作的方法從一些工業(yè)生產過程中產生的廢料中提取。
稀土元素是從比較稀少的礦物中發(fā)現的，“土”原指不溶于水的物質，故稱稀土。稀土家族是來自鑭系的15個元素，加上與鑭系相關密切的鈧和釔共17種元素。
天然的稀土元素常常是結伴同行，人們必須想方設法才能把它們分離。人類在認知稀土的早期，常常在得到某種稀土元素時，卻不知道還有別的“頑皮”的元素隱藏其中，或者無法將不愿分手的伙伴分開。比如“鑭”就是在“鈰”中發(fā)現的，它的名字“La”就是希臘語“隱藏”一詞的縮寫。“鐠釹”在希臘語中意為“雙生子”，“鐠釹”是在“鑭”中間發(fā)現的，而40年以后，它們才得以被分離成兩個元素，所以一個就叫“鐠”，另一個則取名 “釹”。
由于特殊的原子結構，稀土家族的成員非常活潑，且個個身手不凡。它們與其他元素結合，便可組成品種繁多、功能千變萬化、用途各異的新型材料，且性能翻番提高，被稱作當代的“工業(yè)味精”。如鑭可以用于制造壓電材料、電熱材料；鈰廣泛應用于汽車尾氣凈化催化劑中，可有效防止大量汽車廢氣排到空氣中；鐠則應用于石油催化裂化等領域。
這一發(fā)現的主要研究人杰哈教授說：“這些材料還廣泛應用于電力工作以及核能領域，所以珍貴的稀土元素在能源界一向是供不應求的。對于這個技術我們寄予厚望，因為這一發(fā)現有可能會改變目前原材料緊缺的現狀，同時它也比現行的技術更為環(huán)保。”
盡管稀土元素在地殼中的儲量比起貴重金屬如金和鉑等來說還是要多一些，但是其氧化物卻不多，而純度適合商業(yè)化開采和利用的就更是少之又少。但是，高純度的稀土元素氧化物卻往往能在二氧化鈦礦石中被找到。二氧化鈦的應用十分廣泛，從化妝品、醫(yī)藥到電力甚至航空航天領域都會使用到它。而杰哈教授和他的同事們很早就發(fā)現了這一點，并對此進行了長達8年的研究。
目前，杰哈教授以及他同事們的研究已經取得了巨大進展，他們正在對加工過程細節(jié)做調整，以求提取更高純度的二氧化硅，現在他們已經成功提取純度超過99%的二氧化硅。不僅如此，這個技術還能最大限度的減少原料的浪費，同時也減少CO2的排放。而他們最近發(fā)現的從二氧化硅中提取稀土氧化物的技術為這個加工環(huán)節(jié)帶來了珍貴的副產品，可謂是一舉兩得。
談到該技術目前的發(fā)展狀況和未來時，杰哈教授說：“目前我們的技術可以達到60%—80%的回收率，不過相信隨著技術的不斷發(fā)展這一比率還將會提高。令人高興的是，我們已經成功地從二氧化硅中提取了釹、鈰、鑭等稀土元素的氧化物。這個技術具有重大意義，因為它達到了經濟發(fā)展和環(huán)境保護的‘雙贏’。”
