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在我们日常生活中,鸡蛋是不可或缺的营养食品。然而,每当我们享受完一颗美味的鸡蛋后,蛋壳往往被当作垃圾丢弃。但你是否知道,这些看似无用的蛋壳,其实蕴含着巨大的价值?
蛋壳主要由无机质和有机质组成,其中无机质包含碳酸钙(方解石)、碳酸镁和磷酸钙等,碳酸钙在蛋壳中占比超过80%;有机质主要由蛋白质组成,在蛋壳中占比超过3%。碳酸钙在蛋壳形成过程中起着关键作用,通过钙的沉积,结合有机基质,最终形成蛋壳的坚硬结构。
最新的科学研究表明,蛋壳可以用来提取稀土元素,这些珍贵的资源在能源、军事、医疗等高科技领域具有广泛的应用。因此,蛋壳的回收不仅具有环保意义,还能为稀土元素的回收利用开辟新的途径。
鸡蛋
(图片来源:veer图库)
什么是稀土元素呢?
稀土元素是元素周期表中镧系(包括镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥)的15个元素,以及原子序数为21的钪和39的钇,共计17个元素。
稀土元素
(图片来源:veer图库)
稀土元素最早在18世纪末开始陆续被发现,由于当时发现的稀土矿物较少,人们只能用化学方法制得少量不溶于水的氧化物,这些氧化物在历史上被习惯性地称为“土”,所以这些元素就被称为“稀土”。
稀土是宝贵的战略资源,在新能源汽车、工业机器人、航空航天、国防军工等各行各业尤其是高新产业中发挥着重要的作用。稀土是“新材料之母”,堪称“万能之土”,也被誉为“工业的维生素”。
工业机器人
(图片来源:veer图库)
稀土元素之所以被称为稀有,是因为它们在地壳中的分布相当分散,而且很难从其他元素中分离出来。稀土元素是一种不可再生资源,其形成和富集需要经历长时间的地质作用,包括火山喷发、地壳变动等,不能通过自然过程在短时间内得到补充。
此外,稀土元素的开采和提炼需要大量的水、能源和化学品,对环境造成很大的影响。因此,稀土元素的高效开采和回收利用具有重要的研究价值。
从溶液中提取稀土元素的新方法
2024年6月4日,科学家发表了一篇关于利用鸡蛋壳从溶液中提取稀土元素的方法。研究者将蛋壳放入含有稀土元素的溶液中,将溶液加热至25℃到205℃温度区间,持续三个月。
研究结果表明,稀土元素会沿着碳酸钙(方解石)边界及有机基质进入蛋壳。当温度达到90°C时,蛋壳表面会形成名为kozoite的稀土化合物。随着温度的进一步升高,蛋壳的方解石外壳溶解,并被多晶kozoite取代。
当温度达到205°C时,kozoite逐渐转变为稳定的氟碳铈矿。氟碳铈矿是一种具有重要工业价值的铈族稀土元素(轻稀土)矿物,属于氟碳酸盐类型,是稀土元素提取的重要原料之一。
该研究成果为原本看似无用的蛋壳赋予了全新的价值,通过对其特有组分和结构的利用,为稀土元素的回收提供了可持续的解决方案,高度契合循环经济和废物价值化的原则,实现了资源的最大化利用和环境的可持续发展。
蛋壳对溶液中稀土元素的回收示意图
(图片来源:参考文献1)
蛋壳还有哪些你不知道的作用?
在食品领域,蛋壳是一种优质的食品钙强化剂。蛋壳经过洗净、烘干和研磨处理后,可以添加到面粉、饼干等食品中,不仅丰富了食品的口感,更为人们提供了宝贵的钙元素,显著提升了食品的营养价值。
在农业种植领域,蛋壳可以作为肥料和土壤改良剂,不仅可以为植物提供丰富的钙元素,促进植物的健康生长,还有助于土壤结构的改善,为农作物的生长提供更加有利的环境。
在畜牧业领域,蛋壳是一种优良的饲料添加剂,可以为畜禽提供丰富的钙源,有助于促进畜禽骨骼的健壮和生长发育,为养殖业带来更大的经济效益。
此外,蛋壳在清洁方面也具有奇效。例如将蛋壳打碎放入热水瓶等容器,可以有效去除内部的污垢和水垢,让容器焕然一新。
蛋壳为植物提供肥料
(图片来源:veer图库)
循环经济和废物价值化不仅是可持续发展的关键驱动力,更是我们迈向绿色未来、构建生态文明社会的必由之路。我们期待着更多创新技术和模式的涌现,将废物转化为更多的宝贵资源,为人类社会的可持续发展注入新的活力,为建设美丽地球贡献我们的智慧和力量。
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