氯化铈(蘑菇将有助于从洛帕石生产废料中提取稀土元素)

Posted 2023-05-30

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氯化铈(蘑菇将有助于从洛帕石生产废料中提取稀土元素)

近几十年来，对稀土元素 (REE) 的需求呈雪崩式增长。现在它们几乎用于世界经济的所有领域——从激光和手机、汽车催化剂和人造钻石到矿物肥料、航天器和医疗设备。世界 REE 产量由中国控制（85%），而俄罗斯的份额仅为 2% 左右。来自科拉科学中心和科马罗夫植物研究所的科学家的发现可能会增加稀土的开采量。

稀土元素的主要经济来源是氟碳铈矿 (REE-FCO3)、独居石（轻 REE-PO4）和磷钇矿（重 REE-PO4）等矿物。Loparite (Na,Ca,Ce,Sr)2(Ti,Ta,Nb)2O6 也可被视为稀土元素的来源。正如科拉科学中心的科学家最近的研究表明，在摩尔曼斯克地区的深处，隐藏着价值近 7000 亿美元的稀土元素储量。

这里是洛帕石唯一的运营矿床，其提取和加工由 Lovozero 采矿和加工厂进行。企业获得的洛陨石精矿是进一步生产铌、钽、铈族稀土元素和钛的复杂原料。提取 REE 矿石的传统方法包括加热和使用有害酸。它昂贵、耗能并对环境产生负面影响。最近，类似自然，即模仿自然过程的技术在各个领域引起了越来越多的兴趣，例如生物浸出——使用细菌和微观真菌从天然和人造原材料中提取物质。

不同浓度的氯化铈对 Pseudogymnoascus pannorum (a–d, scale 0.5 cm) 和对照菌株 Cadophora malorum (e,f, scale 1 cm) 在 20°C 黑暗中孵育 12 天后形态的影响 ( a, e) 不含 CeCl3；(b, c) 在分别含有 25 和 250 mg/l 氯化铈的培养基上培养；(d, f) 在含有 500 mg/l 氯化铈的培养基上培养。

来自科拉科学中心北部工业生态问题研究所和以科马罗夫命名的植物研究所的科学家们研究了某些类型的微真菌从洛帕石生产废料中积累稀土元素的能力。国际地球微生物学杂志发表了一篇关于此事的文章。

通过电感耦合等离子体质谱法研究来自尾矿堆放场两个地点的样品，那里积聚了洛帕石精矿生产产生的废物，以确定它们的成分。样品中发现的微生物在培养皿中培养，培养皿中装有专门设计用于促进真菌生长和抑制细菌生长的培养基。因此，可以识别和突出最具特色的物种。测试了优势种 Geomyces vinaceus 和 Penicillium simplicissimum、非优势种 Aspergillus niveoglaucus 和 Pseudogymnoascuc pannorum，以及 Cadophora malorum 的对照菌株对钕和铈的耐受性和抗性。

当地地图。研究区域标有黑色方块

在研究过程中，科学家们指出，微观真菌会适应稀土元素含量增加所造成的压力。所有菌株的低浓度导致菌落的生长速度和大小略有增加，而它们的结构没有改变。这可能表明小剂量稀土元素对微真菌生长的刺激作用。培养基中稀土元素含量高时，形态发生变化，微生物的生长受到抑制。例如，在最高剂量的氯化铈下，Pseudogymnoascuc pannorum 的菌落失去了它们的特征结构，类似于酵母形式的真菌的粘液菌落。

结果，青霉菌 simplicissimum 被证明对这两种元素最耐受，并在最高 (500 mg/l) 稀土元素浓度下继续生长。Geomyces vinaceus 只对钕有抗性，对铈更敏感。这两种物种都非常朴实，耐寒，并且能够在因采矿而受到干扰的地区居住。研究表明，Penicillium simplicissimum可以从洛帕石矿富集尾矿中提取稀土元素。

研究人员认为，他们的结果将使我们能够评估使用测试过的真菌进行稀土元素生物浸出的可能性。需要进一步深入研究，以更好地了解微型真菌在大规模工业过程中的生物浸出潜力和类自然技术的发展。