稀土元素回收技術的突破：環保與經濟雙贏的解決方案

隨著全球對稀土元素需求激增，美國正積極強化本土供應鏈。卡內基美隆大學化學工程系助理教授安娜·伊內斯·託雷斯帶領團隊，致力於開發兼具經濟效益與環保優勢的稀土回收技術。研究顯示，從廢棄電子產品中提取稀土元素，不僅比傳統礦石開採更具商業價值，更能有效減少放射性汙染與掩埋場負擔。

稀土元素包含鑭系金屬、鈧和釔，其優異的磁效能使其成為潔淨能源技術的關鍵材料。以風力發電機為例，單一機組就需使用超過兩噸的稀土元素。為確保能源轉型順利，建立穩定的稀土供應鏈至關重要。

託雷斯教授創新開發的「超結構最佳化模型」，能精準計算從廢棄硬碟、電動車馬達等產品中回收稀土的最佳流程。該模型整合了三大關鍵資料：報廢產品數量預測、稀土氧化物價格走勢，以及四階段回收工序（拆解、消磁、浸出、萃取）的所有可能路徑組合。

研究團隊特別設計15年期的淨現值最大化模型，並透過敏感度分析評估各項引數影響。目前已有合作企業將此技術投入試量產階段，託雷斯強調：「這些創新工藝即將在產業界實際應用，不需要再等待多年。」

面對報廢產品供應量波動的挑戰，團隊成員拉利瓦拉博士改良數學模型，使系統能動態調整年度供應變化。為降低技術門檻，託雷斯更與勞倫斯伯克利國家實驗室合作開發圖形化介面，讓化學工程師能輕鬆比對新技術與現有工藝的效益差異。

在材料科學領域的合作中，團隊正研究如何將稀土氧化物應用於極端環境下的3D列印結構合金。同時，託雷斯透過化學平衡模型重現40年前美國稀土產業的傳統提取方法，這些曾被認為成本高昂且汙染嚴重的工藝，如今成為改進創新的重要參考。

發表於《清潔技術與環境政策》期刊的最新研究指出：「我們必須先理解過往製程的瓶頸，才能設計出真正環保且具經濟競爭力的解決方案。」託雷斯團隊正逐步解析每個處理步驟的影響，目標是開發出能將稀土礦石轉化為商業級化合物的最佳化流程，為美國稀土產業復興提供科學決策依據。

[end]