论文标题：A Novel Continuous Ultrasound-Assisted Leaching Process for Rare Earth Element Extraction: Environmental and Economic Assessment

论文链接：https://www.mdpi.com/2673-4079/6/4/33

期刊名：Sustainable Chemistry

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/suschem

一、引言

稀土元素是新能源、先进材料与高端工业领域的关键战略资源，绿色、高效、可连续化的提取技术是当前稀土资源化利用的重要研究方向。为进一步拓展超声强化浸出技术的工业化应用潜力，来自University of Idaho的Rebecca M. Brown研究了一种新型连续超声辅助浸出稀工艺用于稀土元素提取，并从技术表现、环境效益与经济成本维度开展系统性量化评估，为稀土清洁提取新工艺的落地提供数据依据与理论支撑。

超声辅助浸出是提升矿物及稀土资源浸出效果的有效技术手段。为适配工业化连续生产场景，探索更具规模化应用价值的工艺方案，本研究开发连续运行模式下的超声辅助有机酸浸出体系。研究重点围绕工艺运行效果、环境友好特征及经济可行性展开分析，旨在建立适配绿色生产要求的稀土连续浸出新技术体系。

图文摘要

二、材料与方法

本研究选用可生物降解的有机酸作为浸出介质，分别采用商用葡萄糖酸与商用柠檬酸构建浸出体系，搭建连续式超声辅助浸出实验装置。研究设置标准化实验工况，稳定调控超声场参数、物料进料速率与反应条件，获取连续工艺下的稀土浸出性能数据。

研究同步配套技术经济评价体系，精准核算工艺运行的原料成本与生产成本，并通过敏感性分析考察有机酸原料来源对整体经济性的影响。同时结合绿色工艺评价标准，评估该连续工艺的环境适配性与清洁生产特征。

三、分析与结果

实验结果证实，本研究构建的连续式超声辅助浸出体系可实现稳定、高效的稀土浸出效果，展现出优异的连续运行性能。经济测算数据显示，不同有机酸体系呈现差异化成本特征：商用葡萄糖酸体系稀土提取成本为9465美元/千克，商用柠檬酸体系提取成本为4325美元/千克。

敏感性分析结果表明，有机酸原料来源是影响该工艺经济指标的关键变量，采用微生物合成生物有机酸替代商用化工有机酸，能够有效优化整体生产成本，显著提升工艺的经济竞争力。在环境表现方面，该工艺全程采用可降解有机酸试剂，生产过程污染物排放特征更清洁，具备良好的绿色工艺属性，符合资源清洁利用的发展要求。

五、结论

本研究成功建立了连续式超声辅助有机酸浸出稀土提取新工艺，验证了该技术体系稳定运行的可行性与高效性。工艺依托超声强化传质与连续化生产模式，可有效实现稀土元素的高效浸出，同时具备良好的环境友好特性。

通过原料替换优化路径，该工艺的经济性具备较大提升空间。研究完善了连续超声浸出技术的环境与经济评价体系，为稀土清洁、连续、规模化提取工艺的后续优化与工业化应用提供了可靠的实验支撑和理论参考，对推动稀土绿色提取技术迭代具有积极意义。

引用格式：

Brown, R.M.; Struhs, E.; Mirkouei, A.; Reed, D. A Novel Continuous Ultrasound-Assisted Leaching Process for Rare Earth Element Extraction: Environmental and Economic Assessment. Sustain. Chem. 2025, 6, 33.

期刊介绍

主编：Prof. Dr. Matthew Jones， University of Bath, UK

Sustainable Chemistry (ISSN 2673-4079) 是一个国际型开放获取英文学术期刊，旨在为化学工程中可替代的绿色可持续技术提供国际化的学术交流平台。期刊研究领域涵盖绿色工艺、绿色试剂和原料、可再生能源、绿色合成、可持续化学的应用以及绿色化学的影响。其中包括工艺设计、分离纯化技术，绿色溶剂、可再生原料、废物回收利用、二氧化碳的捕获储存，可替代能源、生物质燃料、电池、能源存储、能源效率，有机无机催化合成，仿生和生物传感器的应用、绿色吸附剂、生物质基材料，生命周期评估、污染防治和减少、生态毒理等具体研究问题。我们鼓励科学家尽可能详细地发表实验和理论研究，这些研究既可以是具有学报特色的创造性研究论文，也可以是具有通报特色的综述文章。

2025 Impact Factor：5.0

2025 CiteScore：7.8

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