包鋼稀土新科技高效賦能碳中和 “稀土皮膚”織錦中國綠色未來集成多項自主知識產(chǎn)權(quán)旨在造福于民

2022 年11 月7 日，立冬。位于天津市河?xùn)|區(qū)上杭路街道的安踏品牌實體店迎來購物“小陽春”，由北京冬奧會冠軍武大靖代言的安踏熾熱科技羽絨服正在熱銷。消費者不僅看中了這款羽絨服可御零下36 攝氏度低溫的保暖功效，更想感受一下“包鋼稀土+紡織品”的神奇魅力。

衣服內(nèi)里覆上一層稀土印花就會產(chǎn)生如此神奇的功效？包鋼稀土研究院天津分院科研管理部部長李璐介紹說，由分院自主研發(fā)的稀土熱返科技集成了“一種稀土基紅外升溫保暖織物及其制備方法和應(yīng)用”等5 項國家發(fā)明專利，印花里布上的稀土紅外蓄熱劑可吸收人體輻射出的遠(yuǎn)紅外線，使面料與人體間形成熱循環(huán)效應(yīng)，鎖住熱量，從而抵御寒冷，其輻照溫升是國家標(biāo)準(zhǔn)的2.5 倍，表現(xiàn)十分優(yōu)異。

依托科技創(chuàng)新，稀土研究院天津分院探索綠色循環(huán)低碳轉(zhuǎn)型之路，深耕賦能碳中和綠色產(chǎn)品，探尋“稀土+”百變魔力，研發(fā)出多款節(jié)能減碳明星產(chǎn)品。已成功實現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化的稀土納米斷熱涂層，直接涂在玻璃表面，可實現(xiàn)95%紅、紫外線斷熱效果，能夠在3 小時內(nèi)快速降溫，大幅降低空調(diào)能耗。經(jīng)換算，一平方米涂層年節(jié)電量相當(dāng)于減排18 千克二氧化碳，這類新型稀土材料已廣泛運用在高鐵站、機場、商業(yè)中心、辦公樓等設(shè)施和場所。而另一款稀土多彩反射隔熱涂料則可有效反射陽光，使物體表面溫度下降10 至20 攝氏度，顯著緩和城市熱島效應(yīng)，已在糧倉、集裝箱、彩鋼瓦等眾多案例中推廣。

近年來，包鋼集團大力實施“稀土+”戰(zhàn)略，稀土功能材料在各行各業(yè)廣泛應(yīng)用，冶金工業(yè)、石油化工、醫(yī)療等傳統(tǒng)領(lǐng)域，特別是節(jié)能環(huán)保、新興信息、生物、新能源汽車、高端裝備制造和新材料等朝陽產(chǎn)業(yè)均有稀土的身影。

不僅精鉆于技術(shù)的新藍海，包鋼集團更致力于將新科技全面播撒，讓“世間萬物”敷設(shè)“稀土皮膚”，散發(fā)綠色中國的科技之光。

黨的二十大指出，要“堅持面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，加快實現(xiàn)高水平科技自立自強”。李璐對此表示，科技研發(fā)的初心，就是為了不斷滿足人民對美好生活的向往。就像安踏熾熱科技羽絨服廣告語一樣：巔峰之后，斗志靠什么重燃？“讓新科技造福于民”就是我們的答案。

（包鋼集團）

中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所研發(fā)出離子吸附型稀土的綠色、高效電動開采新技術(shù)

離子吸附型稀土是我國的特色資源，可提供中重稀土。然而，現(xiàn)有的離子吸附型稀土開采工藝（銨鹽原地浸取技術(shù)）存在生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重、浸出周期長、資源利用效率低等問題，制約了我國離子吸附型稀土資源的開采利用。亟需研發(fā)新一代高效、綠色的開采技術(shù)。

中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所研究員何宏平團隊研發(fā)了一種離子吸附型稀土電動開采新技術(shù)。該技術(shù)的核心思想是通過外加電場驅(qū)動風(fēng)化殼中稀土離子的活化、定向遷移和快速收集。該技術(shù)的稀土回收率大于90%，浸取劑用量減少80%，浸出液中有害雜質(zhì)含量降低70%，解決了稀土開采帶來的環(huán)境污染問題，并提高了離子吸附型稀土的開采效率，具有綠色、高效的特點。

科研團隊先后完成土柱模擬實驗、放大試驗和場地示范。與傳統(tǒng)銨法開采技術(shù)相比，電動法稀土開采的效率顯著提高。實驗表明：電動法在67 h 稀土回收率可達96%，而傳統(tǒng)銨法在130 h 稀土回收率僅為60%左右。基于模擬實驗和放大試驗的結(jié)果，研究人員在廣州周邊某稀土富集區(qū)進行原位場地試驗。結(jié)果表明，僅11 天，電動法稀土開采效率即可達90%以上，且浸取劑用量較傳統(tǒng)銨法降低約80%，取得了良好效果。

此外，研究還發(fā)現(xiàn)了電動開采過程中的“自除雜”現(xiàn)象。與傳統(tǒng)銨法相比，在電動法收集的浸出液中，雜質(zhì)金屬含量降低約70%。研究表明，在電動開采過程中，高價態(tài)的REE3+、Al3+等優(yōu)先遷移至陰極并形成高勢壘，阻礙低價的雜質(zhì)金屬離子向陰極遷移，從而抑制雜質(zhì)浸出。同時，Al3+、Ca2+等雜質(zhì)離子易與陰極電解產(chǎn)生的OH-生成次生礦物，并沉淀在陰極附近。因此，電動法開采技術(shù)可依靠稀土與雜質(zhì)金屬的遷移性和反應(yīng)性差異實現(xiàn)“自除雜”，有望顯著降低稀土純化的成本。

該技術(shù)具有稀土提取率高、浸取劑用量少和雜質(zhì)含量低等特點，有望成為新一代的離子吸附型稀土開采技術(shù)。同時，該技術(shù)為其他以離子態(tài)等形式賦存的金屬礦產(chǎn)資源（如紅土型鎳礦、風(fēng)化型鈧礦床等）的開采提供了技術(shù)支撐。該技術(shù)的研發(fā)過程形成了以國家發(fā)明專利“通電開采稀土礦的方法”為核心，涵蓋礦體精準(zhǔn)定位、稀土野外快速測定、綠色浸取劑制備等內(nèi)容的專利群。目前，研究團隊正在合作開展應(yīng)用示范。

近日，相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然-可持續(xù)》（Nature Sustainability）上。研究工作得到廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究重大項目、國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金等的支持。

（中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所）

離子吸附型稀土礦電動開采示意圖