Abstract Rare Earth Elements (REE) are crucial to the development of new technologies, given their strategic importance, a wide range of actions has been implemented to ensure sustainable and affordable supplies. Acid Mine Drainage (AMD) besides being one of the major environmental issues faced by the mining industry is a naturally occurring process involving a considerable amount of REE. The recovery of REE from AMD, which is considered a secondary source, has been investigated worldwide over the past few years aiming at sustainability. The current work seeks to provide an understanding of the geochemistry of the REE in an AMD system and also of its respective treatment through pH neutralization, as a contribution to the development of novel REE recovery technologies. The approach proposed herein employed acid mine water and sediment sampling, ICP-OES, XRD, SEM-EDS, TEM, 27Al MAS-NMR and XPS analysis, BCR sequential extraction and geochemical modelling by PHREEQC. The results showed that the REE content in the AMD investigated is very high being Ln3+, LnSO4+ and LnF2+ the dominant species in the impoundments at pH ± 3.5. The neutralization of the AMD with an alkali agent promoted a high REE recovery and produced an amorphous precipitate containing 14% of REE oxides. This precipitate contains Al13-polymers and accounts for the REE removal when the pH is raised to 8, thus promoting adsorption and entrapment simultaneously. Sequential extraction revealed that the REE could be efficiently leached with the use of acetic acid, thus supporting novel and promising recovery technologies through co-precipitation processes.

中文翻译：

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Al13 聚合物在通过 pH 中和从酸性矿山排水中回收稀土元素中的作用

摘要 稀土元素 (REE) 对新技术的发展至关重要，鉴于其战略重要性，已经采取了广泛的行动来确保可持续和负担得起的供应。酸性矿山排水 (AMD) 除了是采矿业面临的主要环境问题之一之外，还是涉及大量 REE 的自然发生过程。从 AMD 中回收 REE 被认为是次要来源，在过去几年中，全球范围内都在进行旨在可持续性的研究。目前的工作旨在了解 AMD 系统中 REE 的地球化学，以及通过 pH 中和对其各自的处理，作为对开发新型 REE 回收技术的贡献。本文提出的方法采用酸性矿井水和沉积物取样，ICP-OES、XRD、SEM-EDS、TEM、27Al MAS-NMR 和 XPS 分析、BCR 顺序提取和 PHREEQC 地球化学建模。结果表明，所研究的 AMD 中的 REE 含量非常高，其中 Ln3+、LnSO4+ 和 LnF2+ 是 pH ± 3.5 蓄水池中的优势物种。用碱性试剂中和 AMD 提高了 REE 回收率，并产生了含有 14% REE 氧化物的无定形沉淀。这种沉淀物含有 Al13-聚合物，当 pH 值升高到 8 时，可以去除 REE，从而同时促进吸附和截留。连续提取表明，使用乙酸可以有效地浸出 REE，从而支持通过共沉淀工艺开发新的、有前景的回收技术。PHREEQC 的 BCR 序列提取和地球化学建模。结果表明，所研究的 AMD 中的 REE 含量非常高，其中 Ln3+、LnSO4+ 和 LnF2+ 是 pH ± 3.5 蓄水池中的优势物种。用碱性试剂中和 AMD 提高了 REE 回收率，并产生了含有 14% REE 氧化物的无定形沉淀。这种沉淀物含有 Al13-聚合物，当 pH 值升高到 8 时，它会去除 REE，从而同时促进吸附和截留。连续提取表明，使用乙酸可以有效地浸出 REE，从而支持通过共沉淀工艺开发新的、有前景的回收技术。PHREEQC 的 BCR 序列提取和地球化学建模。结果表明，所研究的 AMD 中的 REE 含量非常高，其中 Ln3+、LnSO4+ 和 LnF2+ 是 pH ± 3.5 蓄水池中的优势物种。用碱性试剂中和 AMD 提高了 REE 回收率，并产生了含有 14% REE 氧化物的无定形沉淀。这种沉淀物含有 Al13-聚合物，当 pH 值升高到 8 时，它会去除 REE，从而同时促进吸附和截留。连续提取表明，使用乙酸可以有效地浸出 REE，从而支持通过共沉淀工艺开发新的、有前景的回收技术。在 pH ± 3.5 的蓄水池中，LnSO4+ 和 LnF2+ 是主要物质。用碱性试剂中和 AMD 提高了 REE 回收率，并产生了含有 14% REE 氧化物的无定形沉淀。这种沉淀物含有 Al13-聚合物，当 pH 值升高到 8 时，它会去除 REE，从而同时促进吸附和截留。连续提取表明，使用乙酸可以有效地浸出 REE，从而支持通过共沉淀工艺开发新的、有前景的回收技术。在 pH ± 3.5 的蓄水池中，LnSO4+ 和 LnF2+ 是主要物质。用碱性试剂中和 AMD 提高了 REE 回收率，并产生了含有 14% REE 氧化物的无定形沉淀。这种沉淀物含有 Al13-聚合物，当 pH 值升高到 8 时，它会去除 REE，从而同时促进吸附和截留。连续提取表明，使用乙酸可以有效地浸出 REE，从而支持通过共沉淀工艺开发新的、有前景的回收技术。这种沉淀物含有 Al13-聚合物，当 pH 值升高到 8 时，它会去除 REE，从而同时促进吸附和截留。连续提取表明，使用乙酸可以有效地浸出 REE，从而支持通过共沉淀工艺开发新的、有前景的回收技术。这种沉淀物含有 Al13-聚合物，当 pH 值升高到 8 时，它会去除 REE，从而同时促进吸附和截留。连续提取表明，使用乙酸可以有效地浸出 REE，从而支持通过共沉淀工艺开发新的、有前景的回收技术。