“針對獨特的稀土資源特點，我國開發了系列世界領先的稀土提取分離技術，在行業大規模應用，成就了中國稀土生産大國的國際地位。”3月31日—4月1日，首屆戰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發展的資源與環境重大難題，中國工程院院士黃小衛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“南重北輕”特點，位于内蒙古自治區包頭市的白雲鄂博混合型稀土礦，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，黃小衛院士帶領團隊開發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産品品質
白雲鄂博混合型稀土礦屬于多金屬共伴生礦床，由氟碳铈礦與獨居石礦共生，是世界公認的難冶煉礦種，其合理開發利用對全球稀土格局具有舉足輕重的影響。
據了解，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)開發的第三代硫酸法冶煉分離，具有成本低、規模大、易于連續化生産等優勢，但存在硫酸鎂廢水難以循環利用和硫酸鈣結垢的瓶頸，在資源利用率及綠色發展水平上有待進一步提升。
為解決上述難題，黃小衛院士帶領團隊成功開發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、碳酸氫鎂溶液連續規模制備及物料循環利用技術等兩項核心技術組成，能解決常規礦物型稀土冶煉分離過程高鹽廢水的循環利用和硫酸鈣結垢難題，實現高效清潔生産。
“利用包頭稀土礦冶煉分離過程産生的硫酸鎂廢水，以及稀土皂化萃取等過程回收的CO_2，通過連續碳化規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，最終實現稀土提取分離過程低碳、低鹽、無氨氮排放。”黃小衛介紹，新工藝使稀土萃取率達99%以上，稀土純度大于99.99%;實現了水、鎂及CO_2資源循環利用，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産品品質。
“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。在采用新工藝後，每年僅清理1—2次。”黃小衛表示，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産工人歡迎。
讓中重稀土提取更高效、環保
對于富含中重稀土戰略資源的南方離子型稀土礦，我國發明了獨特的硫酸铵原地浸取—碳酸氫铵沉澱富集工藝，實現了大規模開發。據了解，該工藝工序冗長，稀土回收率低，氨氮污染嚴重，産生大量含放射性除雜渣和放射性酸溶渣。
黃小衛介紹，最新研發的綠色提取技術稱為離子型稀土礦浸萃一體化新工藝。以生态友好型鎂鹽複合體系替代傳統硫酸铵浸取離子型稀土礦，低濃度浸出液以非平衡離心萃取富集稀土工藝替代傳統碳酸氫铵沉澱富集稀土工藝，直接生産出高濃度混合氯化稀土溶液産品，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，不産生放射性廢渣。
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離子型稀土礦低濃度浸出液直接萃取富集的工業應用，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的含放射性渣污染問題。後又在廣西、福建、江西稀土礦山建成了多條生産示範線。
同年，中國有色金屬工業協會成果評價會現場，成果評價專家一緻認為：新技術是離子型稀土礦生産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。
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