【2024年07月26日訊】（大紀元專題部記者吳瑞昌編譯報導）稀土金屬（REE）可以說是現代科技重要的基石，已廣泛應用到智能手機、電腦、螢幕、電池、電動馬達、鐳射、戰鬥機和化學催化劑等方面。然而，稀土金屬的開採和回收卻對環境有較嚴重的污染與破壞。瑞士一大學目前研發了一種利用酶回收稀土金屬的方法，以期減少開採和化學回收造成的污染。
目前常用的稀土金屬有17種，都是以化合物的形式存在於天然礦石中，因為它們之間的化學性質非常相似且分布在微量雜質中，所以提取分離難度較大，需要依靠大量的能源和化學品才能完成。
長期以來，大多數國家都依賴進口中國加工或提煉的稀土金屬。但隨著中共將稀土作為威脅其它國家的一種手段後，各國都在想辦法回收稀土或尋找其它稀土礦點，以應對來自中共的恐嚇。
另外，過去許多稀土元素的回收率都低於1%。例如，螢光燈的磷光體和平板顯示器中的螢光粉，都使用到稀土銪（Eu），但隨著這些東西逐漸被淘汰，使得其市場價格下降，讓其回收變得不符合經濟效益。但這些廢棄物的稀土金屬含量比天然礦石高出約17倍，且可能存在污染環境的問題，因此研發出能有效分離銪的方法就顯得十分重要。
瑞士蘇黎世聯邦理工學院（ETH Zürich）利用特殊酶，提取廢棄燈泡中的稀土「銪」，且提純的量和經濟效益上，都要遠高於現有溶劑萃取、離子交換等方法，同時還可以有效回收螢光燈廢料。
目前，研究人員正試圖將他們的方法，擴展到其它稀土金屬上。該研究成果於今年6月發表在《自然》雜誌上，至少有25家與科技能源相關的媒體對此做了報導。
這項技術的關鍵是，在鎢（W）、鉬（Mo）、釩（V）和錸（Re）金屬上，加四個硫原子，使其形成「四硫代金屬鹽」，並利用其獨特的氧化還原特性，轉移其它稀土金屬內部電子，以達到氧化還原的特性。
使用四硫代金屬鹽，是研究人員受到蛋白質世界的啟發。這種物質被發現是天然酵素中金屬的結合位點，並被用作對抗癌症和銅代謝紊亂的活性物質。
研究人員首先從廢棄的螢光燈中萃取裡面的磷光體，並在200°C下真空乾燥，得到淺灰色粉末。經過他們化驗，這些粉末含有0.93 wt%（重量百分比）的銪和12.6 wt%的釔。
之後，他們將含有「四硫鎢酸鹽陰離子」（WS42−）、三價（帶3個電子）銪離子和三氧化二釔的溶液（YOX）一同放入進行實驗，並觀察其反應，以確認是否達到回收的目的。
過程中，原本含有三價銪離子和釔離子的亮黃色溶液，經過四硫鎢酸鹽陰離子反應，與簡單溫和的外部刺激（例如環境光或溫和加熱）後，溶液變成深紅色且下面有一層金棕色的沉澱物。
三價銪離子經過氧化還原後，形成二價（帶2個電子）銪離子與水，而二價銪離子本身擁有難溶的性質，因此被析出成為金棕色的沉澱物，上層則是含有三價釔離子的深紅色液體。
之後他們透過離心分離固體，並對紅色濾液和固體進行乾燥後，就可以得到亮紅色釔粉末（含有部分和金棕色銪粉末）。
這次有效實現了銪金屬的回收，過程中無需對廢棄物和萃取物進行複雜處理，便可得到高純度的銪和釔金屬，且回收效率高達驚人的99%。這一結果讓研究人員感到振奮。
蘇黎世聯邦理工學院無機化學實驗室的維克多‧穆格爾（Victor Mougel）教授對該校的新聞室表示，「歐洲很少對稀土金屬進行回收，這讓我們迫切需要可持續且簡單的方法，去分離和回收這些戰略材料。」
「未來可以讓原本瑞士運往國外的燈管廢棄物，通過這種方式回收裡面的銪金屬，達到城市礦山的目的，同時減少瑞士對進口的依賴。」他說。
該研究的第一作者、博士生瑪麗‧佩蘭（Marie Perrin）表示，「現有的化學分離方法是基於數百個萃取液步驟，但效率低下，這導致銪的回收變得十分困難。這次我們僅通過幾個簡單的步驟獲得銪，其數量比以前的分離方法至少高50倍。」
穆格爾教授補充道：「目前我們的回收方法，比所有從礦石中提取稀土金屬的傳統方法更加環保和有效。」
研究人員已為其技術申請了專利，同時成立一家新創公司，以便將來商業化。另外，他們目前正在努力調整稀土金屬的分離工藝，將它用於磁鐵中的釹、鏑或其它稀土金屬上。
