日本原子能研究开发机构(JAEA)联合相关企业,成功研发出一种能够从水和油混合废液中提取稀土元素的新技术。这一突破为工业废液中稀土资源的回收利用开辟了新路径,被视为稀土领域“城市矿山”开发的重要进展。研究人员表示,该技术有望缓解日本对稀土进口的高度依赖,同时为全球稀土循环利用提供新方案。
新技术的核心是一种特殊吸附剂,其表面分布着能与特定稀土金属结合的官能团。这些官能团可根据目标元素的不同进行定制化设计,使吸附剂能够精准捕获水或油中的稀土离子。实验数据显示,该吸附剂在同时含有水和油的复杂液体环境中仍能保持高效回收能力,且可通过加工制成珠状或其他形态,适应不同工业场景的需求。
在验证实验中,科研团队使用该吸附剂从含水和油的混合物中成功提取出铕元素。铕是制造发光二极管(LED)和液晶显示器荧光粉的关键材料。进一步测试表明,通过强酸溶液处理可将吸附剂上的铕完全分离并回收,证明该材料具备可重复使用性。这一特性显著降低了长期运营成本,为工业化应用奠定了基础。
该技术的研发受益于日本在核能领域的长期积累。JAEA此前已掌握处理放射性废液中铀、钚等物质的技术,此次将类似原理应用于稀土回收。机构主管荒井阳一指出,核设施产生的废液常含有强酸、有机溶剂和多种金属,这种复杂环境促使日本开发出适应性强、抗干扰能力突出的分离技术。
技术商业化面临多重挑战。当前实验使用的吸附剂仅约1克,规模化生产需解决高效合成工艺问题。不同稀土元素的化学性质相近,如何实现高纯度分离仍是技术难点。JAEA计划与企业合作建设中试生产线,重点测试吸附剂在连续工业流程中的稳定性和回收效率。成本分析显示,若吸附剂寿命达到预期,回收成本可控制在市场价格的60%以内。
全球稀土供需格局正在发生变化。数据显示,2026年以来,受出口管制影响,中国对日稀土出口量下降约45%,镝、铽等关键中重稀土供应近乎中断。日本企业不得不加速开发替代方案,除废液回收技术外,还在南鸟岛海域推进海底稀土泥开采项目。美国密西西比大学等机构也在研发磁选回收技术,预计到2031年全球稀土回收市场规模将达11亿美元。
中国作为全球最大的稀土生产国,拥有完整的产业链和全部17种稀土金属的供应能力。日本此次技术突破虽难以在短期内改变进口依赖局面,但为稀土资源多元化供应提供了新思路。随着全球对稀土战略价值的认识加深,废液回收、电子废弃物拆解等二次资源开发正成为竞争焦点。