四川大学刘百仓教授团队近期于ACS Sustainable Chemistry & Engineering 期刊发表题为“四川盆地页岩气废水稀土元素的发现及经济回收策略”的文章。该文章的第一作者为硕士研究生田轮和副研究员常海庆，通讯作者为刘百仓教授。合作单位有广州大学、中国石油安全环保技术研究院、中国石油川庆钻探工程有限公司、北京大学、成都大学、匹斯堡大学、佐治亚理工学院。
1、研究亮点
首次发现、测量了四川盆地页岩气废水中稀土元素的含量；
探索了从页岩气废水中回收稀土元素（铕等）的方法。
2、文章简介
稀土元素是许多高科技产品的重要组成部分，页岩气开采产生的大量废水可能是稀土回收的一种潜在资源。我们首次测量了四川盆地页岩气废水中稀土元素的浓度。在本研究中，我们测量了来自四川盆地九个不同井位（图1）页岩气废水中稀土元素的含量，总的稀土元素含量为4.5-118.3μg/L，其中铕的含量为0.92-79.62μg/L（图2）。我们的研究结果表明2016年全球页岩气废水中约有4.2吨氧化铕，到2030年该值将增至16.8-111.7吨。我们讨论了从页岩气废水中回收铕的方法。结果表明，页岩气开采产生的废水中稀土元素的回收将显著降低其处理成本，其中铕的回收是一种非常有前景的资源。
图1、(a)稀土元素在不同领域中的应用；(b)中国四川盆地不同的水样采集点
图2、稀土元素的浓度
从溶液中回收铕和钪的经济有效的方法有吸附、生物吸附、沉淀、纳滤、溶剂萃取，我们从优点、缺点、技术可行性、经济评估、环境影响、规模和成熟度等方面对这些回收方法做了总结（图3）。此外，根据我们的计算，通过沉淀、煅烧、萃取、焙烧获得1千克氧化铕理论上需要消耗的能量是253.8MJ，同样的方法获得1千克氧化钪理论上需要消耗的能量是368.2MJ。由于页岩气废水含盐量较高，稀土元素的含量相对较低，要得到足够纯度的稀土还面临着一些挑战，因此，如何从页岩气废水中回收纯度足够高的稀土是将来的一个重要研究方向。
图3、从页岩气废水中回收Eu3+的潜在技术的系统比较
3、原文信息
原文链接
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.0c04971
4、作者介绍
第一作者：
硕士生：田轮
常海庆副研究员
通讯作者：
刘百仓 教授
通讯邮箱：bcliu@scu.edu.cn
刘百仓教授课题组网站：www.baicangliu.org
