“針對獨特的稀土資源特點，我國開發(fā)了系列世界領先的稀土提取分離技術，在行業(yè)大規(guī)模應用，成就了中國稀土生產大國的國際地位。”3月31日—4月1日，首屆戰(zhàn)略資源綜合利用論壇在湖南衡陽舉行，圍繞解決制約稀土行業(yè)發(fā)展的資源與環(huán)境重大難題，中國工程院院士黃小衛(wèi)介紹了稀土資源綠色提取分離技術的最新進展。
我國稀土資源分布呈現(xiàn)“南重北輕”特點，位于內蒙古自治區(qū)包頭市的白云鄂博混合型稀土礦，是世界第一大輕稀土礦;南方離子型稀土礦富含寶貴的中重稀土資源，是新一代信息技術、國防軍工等不可或缺的關鍵原料，但提取分離難。
近十多年來，黃小衛(wèi)院士帶領團隊開發(fā)成功了碳酸氫鎂法分離提純稀土新工藝、離子型稀土礦浸萃一體化新工藝，為我國輕、中重稀土資源量身定制了綠色低碳冶金技術。
提升稀土資源利用率和產品品質
白云鄂博混合型稀土礦屬于多金屬共伴生礦床，由氟碳鈰礦與獨居石礦共生，是世界公認的難冶煉礦種，其合理開發(fā)利用對全球稀土格局具有舉足輕重的影響。
據(jù)了解，目前包頭混合型稀土礦主要采用中國有研集團(原北京有色金屬研究總院)開發(fā)的第三代硫酸法冶煉分離，具有成本低、規(guī)模大、易于連續(xù)化生產等優(yōu)勢，但存在硫酸鎂廢水難以循環(huán)利用和硫酸鈣結垢的瓶頸，在資源利用率及綠色發(fā)展水平上有待進一步提升。
為解決上述難題，黃小衛(wèi)院士帶領團隊成功開發(fā)碳酸氫鎂法分離提純稀土新工藝。新工藝由碳酸氫鎂皂化萃取轉型分離稀土及鈣元素定向調控技術、碳酸氫鎂溶液連續(xù)規(guī)模制備及物料循環(huán)利用技術等兩項核心技術組成，能解決常規(guī)礦物型稀土冶煉分離過程高鹽廢水的循環(huán)利用和硫酸鈣結垢難題，實現(xiàn)高效清潔生產。
“利用包頭稀土礦冶煉分離過程產生的硫酸鎂廢水，以及稀土皂化萃取等過程回收的CO_2，通過連續(xù)碳化規(guī)模制備碳酸氫鎂溶液，替代氧化鎂、液堿或液氨等用于皂化萃取轉型分離稀土，最終實現(xiàn)稀土提取分離過程低碳、低鹽、無氨氮排放。”黃小衛(wèi)介紹，新工藝使稀土萃取率達99%以上，稀土純度大于99.99%;實現(xiàn)了水、鎂及CO_2資源循環(huán)利用，避免了硫酸鈣結垢、鋁和鐵雜質對萃取過程的影響，提高了稀土資源利用率和產品品質。
“用原來的方法，稀土萃取槽體和設備上硫酸鈣大量結垢，上百名工人每月清理1—2次。在采用新工藝后，每年僅清理1—2次?！秉S小衛(wèi)表示，該技術在冶煉分離包頭稀土礦的甘肅稀土公司等推廣應用以來大受生產工人歡迎。
讓中重稀土提取更高效、環(huán)保
對于富含中重稀土戰(zhàn)略資源的南方離子型稀土礦，我國發(fā)明了獨特的硫酸銨原地浸取—碳酸氫銨沉淀富集工藝，實現(xiàn)了大規(guī)模開發(fā)。據(jù)了解，該工藝工序冗長，稀土回收率低，氨氮污染嚴重，產生大量含放射性除雜渣和放射性酸溶渣。
黃小衛(wèi)介紹，最新研發(fā)的綠色提取技術稱為離子型稀土礦浸萃一體化新工藝。以生態(tài)友好型鎂鹽復合體系替代傳統(tǒng)硫酸銨浸取離子型稀土礦，低濃度浸出液以非平衡離心萃取富集稀土工藝替代傳統(tǒng)碳酸氫銨沉淀富集稀土工藝，直接生產出高濃度混合氯化稀土溶液產品，流程上縮減5道工序，稀土回收率提高10%—20%，源頭消除氨氮污染，不產生放射性廢渣。
2016年，中鋁廣西稀土公司所屬礦山建成一期工程，采用該技術首次實現(xiàn)離子型稀土礦低濃度浸出液直接萃取富集的工業(yè)應用，中重稀土萃取回收率達99%以上，解決了長期困擾離子礦企業(yè)的含放射性渣污染問題。后又在廣西、福建、江西稀土礦山建成了多條生產示范線。
同年，中國有色金屬工業(yè)協(xié)會成果評價會現(xiàn)場，成果評價專家一致認為：新技術是離子型稀土礦生產工藝的一次重大變革，整體領先于世界稀土金屬選冶、分離技術水平。（文章整理自網(wǎng)絡，由制氮機設備發(fā)布。）
