技術(shù)創(chuàng)新為我國稀土工業(yè)“添綠”

“針對獨特的稀土資源特點，我國開發(fā)了系列世界領(lǐng)先的稀土提取分離技術(shù)，在行業(yè)大規(guī)模應(yīng)用，成就了中國稀土生產(chǎn)大國的國際地位?！?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(shù)的最新進(jìn)展。

我國稀土資源分布呈現(xiàn)“南重北輕”特點，位于內(nèi)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(shù)、國防軍工等不可或缺的關(guān)鍵原料，但提取分離難。

近十多年來，黃小衛(wèi)院士帶領(lǐng)團(tuán)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(shù)。

提升稀土資源利用率和產(chǎn)品品質(zhì)

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(rèn)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(tuán)（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(chǎn)等優(yōu)勢，但存在硫酸鎂廢水難以循環(huán)利用和硫酸鈣結(jié)垢的瓶頸，在資源利用率及綠色發(fā)展水平上有待進(jìn)一步提升。

為解決上述難題，黃小衛(wèi)院士帶領(lǐng)團(tuán)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(zhuǎn)型分離稀土及鈣元素定向調(diào)控技術(shù)、碳酸氫鎂溶液連續(xù)規(guī)模制備及物料循環(huán)利用技術(shù)等兩項核心技術(shù)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(jié)垢難題，實現(xiàn)高效清潔生產(chǎn)。

“利用包頭稀土礦冶煉分離過程產(chǎn)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(zhuǎn)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?！秉S小衛(wèi)介紹，新工藝使稀土萃取率達(dá)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(jié)垢、鋁和鐵雜質(zhì)對萃取過程的影響，提高了稀土資源利用率和產(chǎn)品品質(zhì)。

“用原來的方法，稀土萃取槽體和設(shè)備上硫酸鈣大量結(jié)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(shù)在冶煉分離包頭稀土礦的甘肅稀土公司等推廣應(yīng)用以來大受生產(chǎn)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(yán)重，產(chǎn)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(shù)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(fù)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(chǎn)出高濃度混合氯化稀土溶液產(chǎn)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(chǎn)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(shù)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(yīng)用，中重稀土萃取回收率達(dá)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(chǎn)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(rèn)為：新技術(shù)是離子型稀土礦生產(chǎn)工藝的一次重大變革，整體領(lǐng)先于世界稀土金屬選冶、分離技術(shù)水平。