美国能源部资助开展关键材料加工技术创新研究

作者: 2020-08-19 09:32 来源:
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  514日,美国能源部(DOE)宣布提供投入3000万美元的研发资金,重点资助提取、分离和加工技术的现场验证和示范,以及下一代关键材料的提取、分离和处理技术两大主题[1]。此轮资助是继414DOE宣布投资1800万美元基础研究资金,促进关键矿物和稀土元素供应链研发[2]的基础上的新一轮资助。通过这些投资,DOE正在推进整个关键材料供应链的研究、开发和部署,以加强美国的国防工业基础。新一轮资助也是DOE跨部门行动计划的一部分,旨在降低美国对关键材料供应链中断的脆弱性,以支持政府的目标。

  1、提取、分离和加工技术的现场验证和示范。本主题拟资助改进关键材料的上游提取、中游分离以及加工技术。拟议的项目可选择性地在运行环境中进行系统原型示范。此类项目应示范对当前工业过程的改进,并提高这些过程的成本竞争力,以提高能源和/或过程效率为目标,并增加生产能力。改进的例子包括模块化过程强化和转换过程,简化当前工业过程中的某些步骤。

  1)改进提取技术。资助的研究内容包括:改进工业提取稀土,改进镍或铜矿山和尾矿中钴(Co)的副生产或联合生产,以及从原材料硬矿石、卤水和尾矿中提高当前工业锂生产等。

  2)改良的选矿、分离或处理。资助的研究内容包括:改进稀土元素的工业选矿(泡沫浮选、磁分离或重力浮选)、分离(溶剂提取)和加工(熔盐电解和金属热还原),从包括矿山尾矿的原料来源改进电池级Co前体(硫酸钴、氢氧化钴等)的工业生产,从硬岩石矿物、卤水、地热卤水和矿山尾矿等原料来源改进锂(Li)前体(包括Li2CO3LiOH)的工业生产,从锰铁炉渣等来源改进电池级硫酸锰(MnSO4)或电解锰的工业生产,以及从石油焦等来源改进用于电池阳极制造的合成石墨的工业生产。

  3)大型项目。将资助比(1)和(2)的范围和预算(最高为3000万美元)更大的操作环境中的示范项目。资助的研究内容包括:改进目前的工业过程或设施的技术;降低风险和精简过程以减少能源等费用;可轻易与现有设施结合;将关键材料的开采和提取与分离和加工协同进行。

  2、下一代关键材料的提取、分离和处理技术。本主题拟资助早期到中期的研发项目,以创新可替代的、具有成本竞争力的技术,用于对能源技术至关重要的关键材料的上游提取、中游分离和加工。各项目应设法证明或促进能源效率高、成本有竞争力、又能维持环境管理的项目。

  1)稀土元素分离。将资助离子交换色谱、磁性纳米流体分离、或设计新的吸附剂等经济的下一代技术,以提高从浓缩原料中分离单种稀土氧化物(REO)的选择性。

  2)稀土金属的转化。将资助低温工艺等下一代技术,以经济地将稀土氧化物(REOs)转化为稀土金属(RE-metals)。

  3)从非常规资源中提取锂。将资助从地热卤水、海水或矿山尾矿等非常规来源提取锂的技术。

  4)锂前体提炼。将资助直接从原料来源生产Li2CO3LiOH的经济方法,或能经济地将Li2CO3转化为LiOH的技术。       (刘文浩)

 

  


 

[1] Department of Energy Announces $30 Million for Innovation in Critical Materials Processing Technologies. https://www.energy.gov/articles/department-energy-announces-30-million-innovation-critical-materials-processing

[2] Department of Energy to Provide $18 Million for Research on Critical Materials. https://www.energy.gov/articles/department-energy-provide-18-million-research-critical-materials

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