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　　原標(biāo)題：杜克大學(xué)研究員：北卡羅來納州的煤灰可以是一種資源，而不僅僅一個危險
　　杜倫大學(xué)——根據(jù)北卡羅來納州的公用事業(yè)委員會估計，挖掘北卡羅萊納州的每處煤灰堆場可能要花費高達(dá)100億美元的成本，但煤灰本身可能買一部分單。

　　雖然國家國會議員和環(huán)保部門一味地把煤灰當(dāng)成危害，但是一些人開始把這些廢物作為一種資源。稀土元素——是像智能手機(jī)、電動汽車電池和防彈玻璃技術(shù)的關(guān)鍵因素——在豐富的煤灰被發(fā)現(xiàn)并且可以發(fā)掘獲利，杜克大學(xué)的研究人員如此認(rèn)為。

　　杜克大學(xué)的環(huán)境工程教授，Helen Hsu-Kim和她的學(xué)生Ross Taggart研究認(rèn)為，全美各地煤灰及其組成化學(xué)物質(zhì)中，源自阿巴拉契亞地區(qū)的含有的稀土元素比其他地區(qū)更多。
　　煤灰在14處杜克能源發(fā)電廠被堆成池塘或地上堆場，遍布北卡羅萊納州。北卡羅來納州環(huán)境質(zhì)量部把全部14個地址歸類為危險，并推薦挖掘。
　　杜克能源公司說，提取稀土元素將成為北卡羅萊納州的煤灰解決方案是不可能的。Dawn Santoianni，杜克能源公司的發(fā)言人指出，他們將重新評、并可能挖掘移動到更安全的地方之前，國家已經(jīng)給予公司18個月的時間使煤灰儲存場地更安全。Santoianni還說，大規(guī)模從煤灰中提取金屬的技術(shù)還沒有準(zhǔn)備好。
　　但是美國能源部和電力科學(xué)研究院（在行業(yè)和其他人的支持下獨立研究機(jī)構(gòu)），均努力激勵從粉煤灰中提取金屬。 90年代，電力科學(xué)研究院用Hsu-Kim的類似方法發(fā)現(xiàn)煤灰中含有金屬。像杜克能源一樣，研究人員彼時因遭遇“擴(kuò)大規(guī)模”足以盈利的困難而停止課題研究。
　　Ken Ladwig，電力科學(xué)研究院研究煤的燃燒殘留物和產(chǎn)品主管表示，在該研究所，稀土元素的附加價值已重新激起開采煤灰的興趣。電科院正在評估“科學(xué)的國家”，并再次尋求如何浸出大數(shù)量的煤灰。到2017年年初，電科院將決定哪些技術(shù)可以使煤灰開采過程中具備工廠規(guī)模的可操作性。
　　該技術(shù)“有很多的承諾，”Ladwig說，“如果我們能使其具備經(jīng)濟(jì)性”。
　　稀土元素
　　稀土元素，如Hsu-Kim解釋，“實際上不罕見，只是很難找到”足夠高的數(shù)量以實現(xiàn)盈利。在研究層面上，他們幾乎可以在任何巖石中被發(fā)現(xiàn)非常低的數(shù)量。在元素周期表中，你可以在底部找到排第二的金屬鑭系，元素57號鑭至71號镥。其中之一，第61號钷，只能在實驗室制成，所以它不可以在稀土礦或煤灰找到。
　　雖然自然鑭系有15種不同元素，但是他們與39號釔和21號鈧組成稀土元素。
　　在稀土礦中，稀土元素在涓涓細(xì)流穿越巖石的礦脈中被發(fā)現(xiàn)，礦脈在巖石中的含量很小。
　　含稀土的礦脈必須挖出來粉碎，他們往往與完全不含有稀土元素的巖石一起。這里有一個問題，沒有稀土礦脈的巖石通常會有放射性元素，如釷或鉛。在美國南加州唯一的稀土元素礦，因為釷侵入了供水而被關(guān)閉。
　　稀土元素在煤灰中被發(fā)現(xiàn)，取決于我們?nèi)绾问褂貌煌瑏碓吹拿?。有的煤沒有稀土礦脈，但是當(dāng)它被燃燒時，在煤、碳中最常見的成分，變成能量給我們的家庭供電。聲音的煤灰中，玻璃和金屬化合物僅占煤的一小部分。
　　Hsu-Kim的學(xué)生Taggart說，玻璃和金屬在燃煤后變成了煙，但是結(jié)果煙道后冷卻成為固體灰。他和Hsu-Kim已發(fā)現(xiàn)，稀土元素和其它金屬被玻璃顆粒包住。
　　要提取金屬，必須先通過玻璃。杜克研究者通過用強(qiáng)酸溶解、或浸出煤灰，在實驗室從玻璃種分離金屬。
　　Hsu-Kim和Taggart測量來自阿巴拉契亞的粉煤灰酸處理后的金屬，發(fā)現(xiàn)它含比美國其他任何一個地方的煤灰的稀土元素更多，這表明煤灰可以是一種資源。談到最近政府建議挖掘煤灰， Taggart said說，“如果你無論如何都要挖掘它，你必須知道可以用它做什么。”
　　提取和污染
　　但杜克的科學(xué)家們明白，實驗室的實驗是不足以開展在北卡羅萊納州提取煤灰金屬的業(yè)務(wù)。他們說，下一步就是要拿出一個辦法來把稀土元素和其他金屬元素分開。
　　Hsu-Kim和她的學(xué)生與美國能源部合作從煤灰中脫離后，隔離15個稀土元素。她正在開發(fā)可以根據(jù)它們的尺寸和磁特性分離元素的過濾器。稀土元素在這些方面非常相似，因此需要時間來完善一種篩選一個元素的方法。
　　另一個挑戰(zhàn)是當(dāng)稀土元素挑出后可能引起的潛在的污染。金屬，如砷也在煤灰中被發(fā)現(xiàn)，這就是為什么它被認(rèn)為有環(huán)境危害。有毒金屬也在酸溶后從玻璃顆粒中被釋放。
　　在傳統(tǒng)的稀土礦中，有毒的副產(chǎn)品也是一個問題，但Hsu-Kim強(qiáng)調(diào)，煤灰中的有毒金屬已經(jīng)對環(huán)境造成危害，不像稀土中發(fā)現(xiàn)的釷和鉛還沒有被挖掘出來。用于混合有毒金屬廢酸應(yīng)該需要小心處置。
　　今天，約45％的煤灰用于混凝土和道路。電科院的Ladwig和Hsu-Kim相信浸出煤灰提取金屬不會影響它用作建筑材料的性能，盡管兩者承認(rèn)直到浸出煤灰用于建筑用他們還不確定。
　　杜克大學(xué)實驗室使用昂貴的、危險的酸提取金屬，精確測量它們的數(shù)量。Hsu-Kim說，一個結(jié)合權(quán)分離方式、更便宜的方法，可以使礦山煤灰像杜克能源公司那樣有價值。她的實驗室和其他人在能源部的支持下在全國范圍內(nèi)已經(jīng)開始測試自己分離方法，而電科院考察其他行業(yè)的現(xiàn)有技術(shù)。
　　如果這些努力引領(lǐng)了稀土的商業(yè)開采，Hsu-Kim說她的研究顯示美國東南部燃煤電廠的阿巴拉契亞煤灰，包括北卡羅萊納州會是最好的候選對象。
　　“能源部將投資2000萬美元研究針對煤炭廢棄物提取技術(shù)，而且字面上有數(shù)十億美元的稀土元素價值包含在我們國家的煤灰中，”她說。 “如果有一個計劃是繼續(xù)前進(jìn)，他們會明確的選擇提取稀土元素最高金額的煤灰。”（產(chǎn)業(yè)前沿譯）