该技术充分利用部分蛋白天然的离子结合能力。不少稀土元素与钙离子理化特征相近,研究团队以此为切入点,借助可结合钙离子的多肽与蛋白,实现对稀土离子的特异性捕获。即便物料体系混杂铝、铁、铅,还有铀、钍等放射性杂质,这套系统依旧可以完成稀土的识别、结合与提纯工作,对行业公认难以拆分的镨‑钕、钐‑铕元素配对,同样具备分离能力。
项目负责人、Battelle运营生物技术部门研究员凯特·库查尔齐克表示,该工艺核心优势在于所选用蛋白可耐受低酸工况,特异性结合能力突出。整套工艺无需有机溶剂;装载固定化蛋白的层析柱能够在严苛工况下多次循环完成提纯作业。研究团队筛选得到6种候选蛋白,将其固定在功能树脂填料柱内开展物料处理。通过调节体系pH等条件,吸附在蛋白上的稀土既可以作为浓缩混合组分释放,也可拆分为单一元素产物。对比常规色谱分离工艺,新技术选择性更强、操作更灵活,能够降低运行成本,减少废弃物生成。
目前该技术已经开启产业合作,Battelle团队已与Mountain Pass Materials、力拓等矿业企业携手,使用真实矿山残渣物料开展技术验证。现阶段已经搭建升规模实验装置,利用该工艺实现克量级稀土产品制备。下一步团队将继续推进技术迭代,推动该生物基分离技术走向实际工业应用。

