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AI聊經濟2023.8.17---稀土開採提煉

Q:稀土有哪17種
A:
稀土是元素週期表中的 17 種元素，從鑭 (La) 到镥 (Lu)，再加上鈧 (Sc) 和釔 (Y)。
它們之所以被稱為稀土，是因為它們曾經被認為是稀有的，但實際上它們在地殼中的含量相對豐富。
然而，它們是分散的，因此並不總是容易找到足夠集中的數量以在經濟上可行的開採。

稀土具有廣泛的重要應用，包括：

磁鐵和超級磁鐵
電機
金屬合金
電子和計算設備
電池
催化轉化器
石油煉製
醫學影像
玻璃和陶瓷著色劑
熒光粉
激光器
特種玻璃
由於其重要性，稀土被認為是關鍵材料。這意味著它們對於許多高科技產品的生產至關重要，而且它們的供應很容易受到干擾。

稀土的開采和加工也會對環境產生重大影響。這是因為含有稀土的礦石往往也受到放射性元素的污染。

儘管面臨挑戰，稀土仍然是現代經濟的重要組成部分。隨著對這些材料的需求持續增長，未來稀土的開采和加工可能會變得更加可持續。

Q:稀土開採
A:

稀土開採是從地球中提取稀土元素（REE）的過程。稀土元素是一組 17 種化學元素，對於智能手機、風力渦輪機、電動汽車和醫療設備等多種產品的生產至關重要。

稀土開採主要有兩種類型：露天開采和地下開採。露天開採是最常見的稀土開採類型，涉及在地下挖掘大坑來提取礦石。地下開採不太常見，但當礦石位於地表深處時，就會使用地下開採。

一旦礦石被提取出來，就會對其進行處理，以將稀土元素與其他礦物分離。這個過程可能非常耗能，並且會產生大量廢物。

稀土開採會對環境產生許多影響，包括：

水污染：稀土礦石加工會產生受重金屬和放射性物質污染的廢水。這些廢水會污染河流和溪流，還會污染地下水。
空氣污染：稀土礦石的加工也會產生空氣污染，包括含有有害化學物質的灰塵和煙霧。這種空氣污染會損害人類健康，也會破壞生態系統。
土地干擾：稀土開採也會干擾土地，並可能導致森林和其他棲息地的破壞。
稀土開採對環境的影響引發了人們對該行業可持續性的擔憂。然而，可以採取許多步驟來減少稀土開採對環境的影響，包括：

使用更可持續的採礦方法
減少加工過程中產生的廢物量
尋找回收稀土的方法
稀土開采的未來充滿不確定性。一方面，預計未來幾年對稀土元素的需求將會增長，因為這些元素對於許多新技術的生產至關重要。另一方面，稀土開採對環境的影響是一個主要問題，這可能會導致開採受到限制。

Q:如何從海洋提煉稀土
A:
以下是上述三種方法的更詳細概述：

溶劑萃取
溶劑萃取是一種從溶液中提取金屬的成熟工藝。就稀土而言，溶劑萃取劑通常是螯合劑，它是一種能夠以高特異性與稀土金屬結合的分子。將螯合劑溶解在溶劑中，例如煤油或丁醇，然後將溶液添加到海水中。稀土金屬將與螯合劑結合，並且溶液將富含稀土。然後可以將負載的溶液與海水分離並回收稀土金屬。

離子交換
離子交換是另一種從溶液中提取金屬的成熟工藝。在此過程中，使用樹脂來交換離子。該樹脂通常是一種聚合物，已被可與特定離子結合的基團官能化。將樹脂置於含有稀土金屬的溶液中，稀土金屬將與樹脂結合。然後可以從溶液中除去樹脂並回收稀土金屬。

生物浸出
生物浸出是一種從溶液中提取金屬的相對較新的工藝。在此過程中，細菌被用來從溶液中提取金屬。細菌具有可以特異性結合金屬的酶，然後金屬被轉運到細菌中。然後可以從細菌中回收金屬。

生物浸出是一個相對綠色的過程，因為它不需要使用刺激性化學品。然而，它並不像溶劑萃取或離子交換那樣成熟。

選擇哪種方法從海洋中提取稀土將取決於許多因素，包括海水中稀土的濃度、提取過程的成本以及該過程對環境的影響。

Q:從海洋可以提煉那些稀土
A:
在深海海底發現了大量稀土元素礦藏。這些礦床由結核組成，結核是一種土豆狀的小岩石，含有高濃度的稀土元素。

從海洋中提取稀土有幾種不同的方法。一種方法是使用一種稱為“深海採礦”的過程。這涉及使用一艘船將一個大型真空吸塵器之類的設備降低到海底。該設備吸起結核，然後將其帶到表面並進行處理。

從海洋中提取稀土的另一種方法是使用稱為“海水提取”的過程。這涉及將海水泵送到地表，然後使用化學過程從水中提取稀土元素。

深海採礦和海水開採都存在爭議。深海採礦有可能破壞海底及其生態系統。海水提取還存在環境問題，因為它會消耗大量能源並產生有害的廢物。

儘管存在環境問題，但人們對從海洋中提取稀土的興趣日益濃厚。這是因為稀土元素的需求不斷增長，而傳統陸上礦山的供應有限。

以下是從海洋中提取稀土的一些優點和缺點：

優點：

在海洋中發現了大量稀土元素礦藏。
從海洋中提取稀土有助於減少我們對中國的依賴，目前中國生產的稀土約佔世界的 80%。
從海洋中提取稀土的技術正在迅速發展。
缺點：

深海採礦可能會損害海底及其生態系統。
海水提取會消耗大量能源並產生有害廢物。
從海洋中提取稀土對環境的影響尚未完全了解。
總體而言，從海洋中提取稀土是一個複雜的問題，既有潛在的好處，也有風險。在廣泛採用之前，需要進行更多研究來了解這種做法對環境的影響。