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生物蛋白技术实现稀土高效选择性分离

生物蛋白技术实现稀土高效选择性分离 稀土产业研究
2026-10-08
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来源:Chemengonline,2026‑10‑01


稀土元素因离子化学特性高度相近,分离提纯一直是行业难题。传统工艺多依靠溶剂萃取、螯合试剂完成分离,不仅能耗巨大,还会产生大量危险废弃物,对目标稀土元素的选择分离效果也难以保障。近期,美国Battelle研究所联合哥伦比亚大学开发出一套基于蛋白结合作用的高选择性识别体系,为稀土绿色分离提供全新技术路径。

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。

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