隨著科技的發展，稀土資源的開采愈發成為全球關注的焦點。我國作為稀土大國，長期以來致力于稀土開采技術的創新。近日，中國科學院廣州地球化學研究所（簡稱廣州地化所）在稀土電驅開采技術方面取得了重大突破，使稀土采收率大幅提升至95%以上，為稀土資源的綠色高效開采提供了新的路徑。
傳統稀土開采技術，如銨鹽原地浸取技術，存在生態環境破壞嚴重、浸出周期長、資源利用效率低等問題。為了解決這些難題，廣州地化所率先提出了一種綠色、高效、經濟和快速的電驅開采技術理念。
電驅開采技術利用電場作用，驅動浸出劑在礦體中流動，浸出稀土離子。相較于傳統開采技術，電驅開采具有顯著優勢：浸出時間縮短70%，所需電能節約60%，向環境排放的氨氮量降低95%。
然而，該技術在實際應用中也面臨著電極穩定性、浸出液泄漏、地下水文條件和礦體結構等挑戰。針對這些問題，廣州地化所朱建喜研究員、何宏平院士團隊深入凝練科學問題及核心技術攻關，進一步發展和完善了稀土電驅開采新技術。
首先，團隊開發了一種新型塑料導電電極，具有優異的導電性和良好的耐電流沖擊能力。該電極能夠防止電化學腐蝕和減少水電解，并因其柔韌性可以更緊密地貼合礦體表面，提高電驅開采效率。
其次，設計了一種高壓防滲策略，通過高壓電場將浸出液封閉在指定收集區，利用電遷移和電滲原理控制稀土浸出液向集液池定向遷移。這一策略有效避免了傳統開采中的“跑冒滴漏”，解決了傳統開采中稀土浸出液無序流動和環境污染的難題。
最后，創新性地采用周期性交替通電方法，通過周期性切換陽極與陰極，有效減少了電極極化現象，提升了電流效率。此外，通過給局部區域輪換通電，利用停電期間的額外擴散作用促進了浸取劑和稀土離子的交換反應，提高了稀土采收率。
經過60天的通電開采，工業試驗的稀土采收率達到了95%以上。環境監測結果表明，地下水和地表水中的氨氮排放量相比傳統開采工藝減少了95%，極大降低了稀土開采的環境影響。
基于技術經濟分析，電驅開采技術在不計入環境修復成本的情況下，與傳統開采技術的成本相當，但傳統工藝的后期環境成本和生態修復費用通常較高。電驅開采技術展現出潛在的經濟可行性和環境優勢。
廣州地化所的這一創新技術，為稀土資源的綠色高效開采提供了新的解決方案。該技術通過提高采收率、減少環境污染、降低能耗等措施，進一步促進了我國礦產資源的可持續利用，為我國稀土產業的發展提供了強勁動力。