美国：采用生物酸从磷石膏肥料中提取稀土

现如今，稀土元素已成为地球上最具战略意义的材料之一。许多高科技产业，如太阳能、风能、电动汽车、电子产品（智能手机、医疗设备）乃至军事器材对钕和镝等稀土元素都有着高度依赖性。

稀土元素来源较多，主要包括硬岩开采和沉积物过滤净化。近些年已有从日本近海海底泥浆和美国乔治亚州高岭土矿中提取稀土的报道。罗格斯大学研究人员则开发出了磷酸盐岩废弃物中提取稀土的工艺。

每年全世界可开采2.5亿t磷酸盐矿，主要用于生产磷肥。2017年，美国开采磷酸盐矿约2 800万t。通常，稀土元素在磷矿石中的质量分数低于0.1%，这意味着每年随磷石膏废弃物产生的稀土元素约为10万t，相当于全球稀土氧化物的年产量（1.26万t/a）。

从磷石膏中回收稀土元素极具潜力，其难点在于如何减少回收过程中的环境污染。通常的方法中，从矿物中提取稀土元素会产生可观的有毒酸性污染物。罗格斯工程学院材料科学与工程系的研究员Paul J.Antonick和Zhichao Hu介绍，通过细菌产生的有机酸可以解决环境污染的问题。

根据研究小组公开的报告，利用磷石膏和细菌产生的有机酸以及一种生物酸混合物，可从合成磷石膏中有效提取钇、铈、钕、钐、铕和镱等6种稀土元素。爱达荷国家实验室负责提供生物酸混合物，该混合物主要由葡萄糖酸组成，通过在葡萄糖上培养细菌得到氧化葡萄糖杆菌。报告显示，在相同的pH（2.1）条件下，生物酸比纯葡萄糖酸具有更好的稀土元素提取效果。与无机酸（硫酸和磷酸）相比，在同等酸度条件下无机酸无法提取任何稀土元素，在同等浓度下，只有硫酸的提取效果优于生物酸，但是不具备环保优势。