8月25日消息,美国《化学与工程新闻》(C&EN)报道,太平洋西北国家实验室(PNNL)研究人员发现,向地下岩层注入有机分子或可解锁常规采矿无法经济回收的美国关键矿产储量。Nabajit Lahiri在ACS 2026秋季会议环境化学与地球化学联合分会上报告了这一成果。
镍、钴、锰是电动汽车和储能电池的关键原料。美国地下储量巨大,但地壳中广泛分布的超镁铁质岩里,这些金属的典型浓度仅约3000 ppm,远低于搬运岩石的常规采矿可盈利回收的品位。Lahiri形象的表述是:与其搬走成山的岩石,不如把地球当作化学反应器——团队通过注井将流体送入岩层,选择性溶解并回收金属,把地表扰动降到最低。
原地浸矿在铀和铜开采中已有应用,但通常使用硫酸:酸法溶岩不分金属种类,需大量后续分离工序,且威胁地下水。PNNL团队改用EDTA(乙二胺四乙酸)和1,3-PDTA等有机螯合剂——这类分子通过多个化学键包覆特定金属离子形成稳定络合物并保持溶解,其选择性来自分子几何构型:不同螯合剂形状匹配不同金属离子。展示样品中已获得蓝色的镍螯合溶液和铁锈色的铁螯合溶液。
对电池供应链而言,若该工艺实现规模化,美国镍产量有望成倍增长,同时超镁铁质岩的矿物碳酸化过程还能同步实现二氧化碳封存,兼具资源与减碳双重价值。
(来源:C&EN)