- 西維吉尼亞大學正從煤礦酸性廢水中提取稀土元素。
- 美國官員希望減少對中國稀土市場的依賴。
- 酸性礦山排水被視為具價值的本土資源。
- 提取稀土技術面臨商業規模不足的挑戰。
西維珍尼亞大學(West Virginia University,WVU)團隊正於州內山風(Mount Storm)進行一項試點計劃，試圖從退役煤礦排出的有毒酸性水中提取稀土元素。團隊已建立一座試點處理廠，既可淨化酸性礦山排水(acid mine drainage,AMD),同時過濾出關鍵稀土元素。礦山徑流藴含豐富的「重」稀土，包括鋱(Tb)及鏑(Dy),這些元素是電動車、風力發電機及國防科技高性能磁體不可或缺的材料。
美國減少稀土依賴的策略
由於戰略意義重大，美國官員正優先推動措施，以降低對中國在稀土市場主導地位的依賴。華府將這種依賴視為重大戰略威脅，促使專家將目光投向西維珍尼亞州的酸性礦山排水，視之為一舉兩得的方案——既能清理環境污染，又有助建立穩定的本土稀土供應鏈。
在西維珍尼亞州阿巴拉契亞(Appalachian)地區，退役煤礦排出的有毒酸性水含有珍貴的重稀土元素。酸性礦山排水過去一直被視為代價高昂且持續不斷的環境災害，需要長期處理以保護區內水道；然而，美國能源部(Department of Energy,DOE)及西維珍尼亞州環境保護部門(WVDEP)等政府機構現時將其視為具價值的本土資源。
酸性徑流在自然過程中會溶解稀土元素(rare earth elements,REE)及重金屬，但這些稀土過去在廢水清理過程中均遭棄置。大約十年前，大學研究人員發現廢棄礦山的廢水藴含具價值的稀土礦物，促使當局在山風一處退役煤礦展開由公帑資助的試點計劃。
副教務長 Mark Gavin 在較早前的公告中表示：「十年來，我們一直致力證明能夠從煤礦酸性排水中提取稀土。WVU 稀土計劃旨在加倍努力，強調我們能夠在國內生產這些關鍵材料、清理過往採礦污染，並減少對外國供應商的依賴。」
提取技術的挑戰與前景
重稀土極為稀缺，卻是國防及清潔能源科技的關鍵材料。從酸性礦山排水中提取這些礦物對本土產業具備優勢，因為礦物已經自然溶解，毋須再開挖新礦。AFP 報導指出，專家表示若將有關工序擴展至區內其他地點，每年可生產 300 公噸，滿足全球對鋱及鏑等關鍵重稀土約 7% 至 8% 的需求。
然而，山風試點設施每年僅能生產約 4 公噸稀土氧化物。儘管前景可觀，有關技術仍面臨障礙。對美國工業需求而言，每年 4 公噸實屬杯水車薪。此外，提取原礦濃縮物僅是第一步；美國在商業規模的提純及分離能力方面仍然不足，無法將原礦粉末轉化為可用的磁體。
與本土提煉初創企業的合作正在縮小中游供應鏈的缺口，但專家警告，阿巴拉契亞的徑流無法在一夕之間帶來完全的礦物自主。對一個爭分奪秒鞏固供應鏈、同時修復歷史污染的國家而言，將有毒水轉化為國防科技材料，仍然是向前邁進的有力一步。
煤礦酸性水的潛在價值與挑戰
西維吉尼亞大學的計劃顯示出環境治理與資源開發的雙重潛力，尤其是在美國尋求減少對外依賴的背景下。透過從酸性廢水中提取重稀土元素，能夠同時解決環境污染問題，並支持國內的稀土供應鏈。然而，儘管技術前景可觀，實際生產能力仍然有限，且提煉過程需要進一步的技術突破，才能實現商業化生產。這一計劃的成功與否將影響美國在全球稀土市場的地位。