材料百态

废蛋壳成为绿色回收的稀土元素示意图。AI制图

       在大多数人眼里，普通的鸡蛋壳仅能提供一点钙、锌元素。如今，科学家以鸡蛋壳作为介质，并从中找到稀土元素，使其成为绿色回收的“功臣”。

       稀土是电动汽车和风力涡轮机等技术中不可或缺的元素，需求量与日俱增，但供应量却相对不足。因此，科学家们一直在尝试从环境中提取这些物质的新方法。近日，英国研究人员获得突破性进展，他们发现不起眼的鸡蛋壳可有效从水中吸收和分离宝贵的稀土元素。相关研究论文日前在美国化学会旗下《欧米茄》杂志发表。

       研究人员将蛋壳放入含有稀土元素的溶液中，加热到25℃-205℃，持续3个月，结果发现溶液中的稀土元素可沿方解石边界和有机基质进入蛋壳。在更高温度下，稀土元素在蛋壳表面形成新的矿物。

       研究显示，在90℃的条件下，蛋壳表面有助于形成名为羟碳钕石的稀土化合物。随着温度升高，蛋壳彻底改变，方解石外壳溶解，并被多晶稀土化合物取代。

       羟碳钕石矿物群首次在日本被发现，通常形成于碱性橄榄石玄武岩的后岩浆热液活动中。这种矿物群含有几种不同稀土元素的碳酸盐矿物。羟碳镧石就是在这种矿物群中发现的，与羟碳钕石类似。

       羟碳钕石属于碳酸盐类矿物，是稀土元素碳酸盐化的产物。羟碳钕石有几种不同的衍生物，包括钕石（Nd）、镧石（La）等。这些衍生物根据它们包含的稀土元素不同而有所区别。

        当温度达到205℃时，多晶稀土化合物逐渐转变为氟碳铈矿，颜色也变为黄到淡红棕色，具有玻璃和油脂那种光泽，有的呈片状、有的呈块状。这是一种稳定的稀土碳酸盐矿物，工业界用它提取稀土元素，还可用来合成橡胶、人造纤维、有机合成等。氟碳铈矿汇集在废弃蛋壳表面，因为蛋壳会随着时间的推移捕获独特的稀土，用这种创新方法即可将废弃蛋壳作为一种低成本、环保型材料重新利用，满足了不同行业对稀土元素不断增长的需求。

       稀土元素是重要的发光材料、激光材料，也是工业生产中广泛使用的催化剂，一直存在过度开采和环境污染问题，因此加大对稀土资源的回收利用，具有很高的社会、经济和生态效益。以前，稀土资源回收存在过程复杂、二次污染、拆分困难，以及成本高昂等问题，只有通过新技术、新工艺来减少稀土回收过程中的元素损耗。通过不起眼的蛋壳废料回收稀土元素，不失为一种新的环保方法。

    （作者系安徽省科普作家协会会员）

【我们尊重原创，也注重分享。版权原作者所有，如有侵犯您的权益请及时联系，我们将第一时间删除。分享内容不代表本网观点，仅供参考。】