有关研究人员开发了一种工艺，可以帮助从磷石膏中提取稀土元素，磷石膏是肥料生产的副产品。

在科学家看来，迫切需要这样一个过程，因为从复合矿物中提取 REE 的常规技术通常是能源密集型的，并且会产生大量的碳排放，而大部分稀土在其他工业废物中流失。

“今天，估计有 200,000 吨稀土元素被困在达州未经加工的磷石膏废物中，”与共同首席调查员史瑞在一份媒体声明中说。

Greenlee 解释说，磷石膏通过管道输送到沟渠和池塘中进行无限期储存。

“由于与放射性物种相关的挑战以及分离单个元素的困难，这种稀土元素的来源目前尚未开发，”她说。“该项目的愿景是发现新的分离机制、材料和工艺，从化肥行业的废物流中回收有价值的资源，包括稀土元素、化肥和清洁水，为可持续的国内稀土供应铺平道路要素和可持续的农业部门。”

磷石膏是在将磷矿石加工成肥料时形成的，并且含有少量天然存在的放射性元素，例如铀和钍。由于这种放射性，副产品会被无限期储存，储存不当会污染土壤、水和大气。

为了收集磷石膏中捕获的稀土元素，研究人员提出了一种使用工程肽的多阶段工艺，能够通过专门的膜精确识别和分离稀土元素。 

“个别稀土元素具有相似的尺寸和相同的形式电荷，因此传统的膜分离机制是不够的，”格林利说。“这项研究的一个关键技术目标是发现支持肽离子选择性的机制，并利用这些机制设计一类新的高选择性膜。”

Case Western Reserve 的团队的任务是开发分子以锁定特定的稀土元素。他们的设计将以克莱姆森正在进行的计算建模工作为指导。肽开发完成后，Greenlee 将研究它们在水溶液中的作用，而 Shi 将使用系统分析工具，包括技术经济分析和生命周期评估，来评估拟议的稀土元素回收的环境影响和经济可行性系统在各种设计和运行条件下。

“我们希望摆脱当前的环境影响，使其更具可持续性，我们可以通过将基础研究和实验室规模的结果转化为系统级的环境和经济影响来做到这一点，”施说。“然后，我们可以将可持续性结果重新整合到设计中，以指导未来的研究目标，同时推进稀土元素回收和磷石膏加工。”

施指出，拟议的项目将补充亚州立大学的另一项研究，该研究侧重于使用天然存在的蛋白质分子从其他工业废物来源中提取成组的稀土元素。 

“对于我们的项目，假设与与稀土元素结合的肽相关的水分子重组，我们可以根据单个稀土元素精确控制重组，使其更有效，”格林利解释说，并指出她的团队将通过使用 X 射线吸收光谱来验证分子在结合时如何交换原子，从而在原子水平上检查相互作用。

“通过建模和实验，我们将继续迭代以确保我们了解分子如何协同工作。”