没有稀土元素，我们所知的文明将不复存在。没有智能手机、LED、风力涡轮机，甚至没有汽车电池。稀土元素，如铈和钪，散布在地球的地壳中。中国一国就生产了全球近 90% 的供应量，而美国唯一的稀土矿已于今年关闭。但研究人员或许能利用我们已大量拥有的东西——煤炭及其副产品——来打破这种垄断。
美国能源部化学工程师 Evan Granite 解释说：“地壳中的所有物质也存在于煤炭中。”能源部最近资助了一系列研究，以提高美国的稀土生产以应对每年约 5% 的需求增长。煤炭生产的每一步——采矿、清洗和燃烧——都会产生富含稀土的材料。目标是以廉价且环保的方式利用这些目前堆积在垃圾填埋场和储泥池中的废料。
例如，美国的燃煤发电厂每年产生 1.3 亿吨煤灰。杜克大学近期的一项研究发现，来自阿巴拉契亚山脉和怀俄明州粉河盆地开采的煤炭中，蕴藏着价值数十亿美元的稀土元素。宾夕法尼亚州立大学能源与矿物工程学教授 Sarma Pisupati 表示，目前的挑战在于提取这些金属。他的研究重点是在煤炭生产过程的早期，用硫酸铵溶剂冲洗原料页岩以收集稀土元素。
几年内，能源部资助的项目将在美国的煤炭加工设施中进入中试阶段。也许本地生产的智能手机也将不远了。
本文最初发表在 2016 年 9 月/10 月的《大众科学》杂志上，标题为“呼唤煤炭”。
