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发布: 10:32pm 28/10/2023

核电站

稀有金属

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绿量无穷 | 法核电站善用核技术 从废电器回收稀有金属

绿量无穷 | 法核电站善用核技术 从废电器回收稀有金属
原子能和替代能源委员会的一名技术人员正在从废旧电池及磁铁提取稀有金属。(法新社照片)

(加尔28日法新电)在法国加尔省的马库勒,原子能和替代能源委员会(CEA)的研究人员运用核技术从废旧电池、风力涡轮机和太阳能板中提取

“我们正在研究如何存储、转换和输送电力,使能源转型变得更高效,”CEA新材料部门负责人洛考内特解释道。

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但他指出,所有的电力转换设备都需要欧盟所列出34种关键金属中的多种金属。

由于法国矿产资源几乎全部依赖进口,因此该国祭出了这一重要战略:从电器设备——即未来的“城市矿山”中回收稀有金属和磁铁,在工业上重新使用它们。

提供约35%矿产自主权

尽管如此,CEA低碳能源循环经济经理普雷内警告:“在任何情况下,法国都无法靠这一回收举措在矿产资源上自给自足、保障矿产主权。”

根据他的算法,金属回收可以为欧洲在电池方面提供约35%的矿产自主权。

马库勒研究人员用来表征或分离材料的技术主要来自原子科学的专业知识。

普雷内说:“核能在不知不觉中实现了70年的循环经济,即所谓的燃料循环,也就是核燃料再处理和重复使用。”

洛考内特解释:“得益于这里开发的仿真工具,我们可以从磁铁中再处理稀土元素。”

在实验室中,遥控操作器在密封容器前通过厚达1公尺的窗户使用大型钳子,剪取受辐射的燃料棒。合金部分被放入热酸性溶液中,待金属溶解后就可以用有机溶剂和分离器来提取。

该技术适用于从电动汽车电池在碾碎后生成的“黑色物质”中提取锂、镍、钴和石墨。

绿量无穷 | 法核电站善用核技术 从废电器回收稀有金属
原子能和替代能源委员会(CEA)的研究人员正在回收电池、磁铁,以在工业上重新使用它们。(法新社照片)
开发“熔融盐”提取稀土

研究人员补充,马库勒核电站开发了“熔融盐”技术,既能从已宣布的第四代反应堆回收燃料,也能从磁铁中提取钕等稀土元素。由于目前除了亚洲的生产废料外,世界上几乎没有磁铁回收站,这些技术尤为有价值。

在光伏领域,研究人员使用一种基于“超临界流体”的技术。二氧化碳被用来分离并使太阳能电池板的电池单元膨胀,从中回收其中包含的硅和银。

借“超临界流体”去放射性物质

在核能领域,自2015年以来,处于超临界状态的水可以进入物质内部,有助于从液态金属中去除放射性物质,以期在未来用于管理放射性废物。

该技术是CEA努力了20多年的研究成果,用于回收风力涡轮机的叶片。高温高压下的水能够“分解”风力涡轮机叶片和氢气罐中的玻璃纤维或碳复合材料的聚合物链。

在纯核能领域,CEA还在研究回收部分辐射性核裂变产物的可能性,既然这些属于放射性废物的产物都将被固化和永久埋藏,何不寻找方法将它们重新利用呢?

“它们含有非常稀有和昂贵的金属,是由核反应本身产生的。”普雷内还提到了钯、铑或钌等铂族金属。“我们已经开始研究如何提取它们。目前进展顺利。”

普雷内说:“如果我们获得许可回收并再利用铑,每年就能提取大约700公斤铑,相当于全球产量的近20%。”

 

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