我國稀土濕法冶金發(fā)展狀況及研究

魯艷梅

摘 要：我國稀土濕法冶金經(jīng)過50多年的發(fā)展，取得了突出的進展。目前主要的稀土資源有包頭白云鄂博稀土精礦、離子吸附型稀土礦和四川氟碳鈰礦三種。相關(guān)人員和單位根據(jù)這三種稀土的特點分別開發(fā)出了一些稀土濕法冶金技術(shù)，使稀土的分離和提純技術(shù)有了顯著進步。介紹三種稀土資源的濕法冶金技術(shù)，并簡單闡述我國稀土濕法冶金技術(shù)的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：稀土；濕法冶金；分離；提純

中圖分類號：TF845 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）06-0156-02

稀土濕法冶金就是為了分離、提純和獲取更多高價值的稀土產(chǎn)品。我國擁有豐富的稀土資源，已成為稀土生產(chǎn)、出口和消費大國。隨著稀土行業(yè)發(fā)展帶來的環(huán)境污染問題，稀土開始為人們所關(guān)注，如何提高稀土資源的分離和提純效果，減少濕法冶金過程中的資源消耗是當前迫切需要解決的問題。

1 白云鄂博稀土精礦綜合開發(fā)技術(shù)

白云鄂博的稀土精礦是以氟碳鈰礦和獨居石兩種稀土礦組成的混合型礦，冶煉難度較大。經(jīng)過我國稀土工作者的不懈努力，開發(fā)了多種工藝，目前在工業(yè)上應(yīng)用的只有硫酸法和燒堿法兩種方法。

1.1 硫酸法

1972年，北京有色金屬研究總院開發(fā)了硫酸法，并在北京通縣冶煉廠的工業(yè)試驗中取得了成功，解決了低品位稀土精礦的濕法冶金問題。1994年，寶鋼稀土三廠引進該技術(shù)，使得稀土資源的回收率從原先的40%提升到70%.這一硫酸法通常被稱為第一代硫酸法，隨著分離工藝的不斷改進，第二代、第三代硫酸法應(yīng)運而生。其中，第三代硫酸法可以實現(xiàn)大規(guī)模的稀土資源分離，對稀土精礦的品位要求較低，且運行成本低，稀土資源回收率高。但是，該技術(shù)會帶來較大規(guī)模的渣，排放的廢氣中含有硫和氟，多數(shù)采用堿或水噴淋吸收，進而產(chǎn)生大量含酸廢水，一般采用石灰中和，產(chǎn)生大量含氟廢渣，這些渣會對環(huán)境產(chǎn)生放射性污染，進而造成釷資源的嚴重浪費。

1.2 燒堿法

這種工藝的優(yōu)點是投資低、環(huán)境污染小，但是由于分離工藝中使用的堿價格昂貴，且用量多，導(dǎo)致運行成本較高。稀土經(jīng)過分離后，其中的釷被分散到渣和廢水中，很難回收，造成資源浪費；并且工藝運行過程中會產(chǎn)生大量的含氟廢水，回收處理難度較大；最關(guān)鍵的一點是，該工藝對稀土精礦的品位要求較高，包頭地區(qū)只有10%左右的稀土精礦能使用該種方法進行分離。事實上，包頭白云鄂博的稀土精礦目前多采用第三代硫酸法進行分離處理，而后期的提取技術(shù)則根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品的需要而有所不同。

2 離子吸附型稀土礦開發(fā)

離子吸附型稀土礦最早是江西908地質(zhì)在江西龍南地區(qū)發(fā)現(xiàn)的，在此之前國際上從未報道過這種稀土礦。對其進行礦物質(zhì)成分研究后發(fā)現(xiàn)，其中90%的稀土可以使用電解質(zhì)溶液以離子交換淋洗的方式進入溶液，因此將其命名為離子吸附型稀土礦。這種稀土資源中含有非常豐富的重稀土金屬元素，應(yīng)用價值極高，政府對其實行保護型開采。經(jīng)過科學(xué)家的研究攻關(guān)，制備出了分離設(shè)備，實現(xiàn)了離子吸附型稀土礦的全分離。

1975年，江西有色冶金研究所與江西909地質(zhì)隊合作，對尋烏河嶺的稀土進行浸礦試驗，生產(chǎn)出了大量稀土氧化物，為尋烏地區(qū)的輕稀土打開了國內(nèi)外市場。1985年，研發(fā)出了硫酸銨浸取-碳銨沉淀工藝，有效地降低了稀土的提取成本，提高了提取效果，之后便被廣泛應(yīng)用于離子吸附型稀土礦的工業(yè)提取中。20世紀90年代，贛州冶金研究所開發(fā)出一種原地浸取工藝，這種工藝使稀土資源的利用率從原來的30%提升到70%，且對生態(tài)環(huán)境破壞小、作業(yè)效率高，已經(jīng)在簡單類型的離子礦地質(zhì)條件地區(qū)得到推廣。

3 四川氟碳鈰礦冶煉技術(shù)

四川氟碳鈰礦是在20世紀80年代中期發(fā)現(xiàn)的，是我國第二大稀土資源，于1989年正式開采，1993年建設(shè)稀土冶煉廠。經(jīng)過20多年的發(fā)展，目前該礦已形成了專門的冶煉技術(shù)。

3.1 氧化焙燒-稀硫酸浸出-二次復(fù)鹽沉淀工藝

在四川氟碳鈰礦中，采用氧化焙燒-稀硫酸浸出-二次復(fù)鹽沉淀工藝可以使氧化鈰的純度高達99%，回收率達78%.經(jīng)過多年的研究，相關(guān)機構(gòu)對該工藝進行改進和完善，大大提高了氧化鈰的純度和回收率。目前，四川有70%左右的稀土冶煉廠都采用該種工藝進行冶煉。該工藝投資少，化學(xué)原料要求低，但工藝流程較長，消耗物資較多，三廢排放量也較多。

3.2 氧化焙燒-鹽酸浸出工藝

這種工藝是美國鉬公司于20世紀60年代研發(fā)出來的。相較于前一種工藝來說，該工藝的流程短、化學(xué)原料消耗少，鈰的回收率可提高5%左右，但是三廢排放物中含有一些放射線元素。

以上兩種工藝都還存在許多缺陷，國內(nèi)專家也一直致力于新工藝的研發(fā)和工藝改進中，希望開發(fā)出更加簡單、高效的工藝來代替這兩種煩瑣的化學(xué)工藝。

4 稀土濕法冶金的發(fā)展趨勢

4.1 精細化

隨著分離和提純技術(shù)的發(fā)展，稀土濕法冶金的產(chǎn)品、產(chǎn)量和質(zhì)量將會朝著精細化方向發(fā)展，生產(chǎn)出高純度的精細化稀土產(chǎn)品，促進我國稀土行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

4.2 自有知識產(chǎn)權(quán)的制備技術(shù)工藝涌現(xiàn)

多年來，我國一直致力于各種稀土資源的分離和提純，許多分離技術(shù)工藝已趕上國際先進水平。但由于稀土行業(yè)的利潤極高、門檻低，許多稀土企業(yè)不重視制備技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)保護，導(dǎo)致侵權(quán)現(xiàn)象嚴重。隨著經(jīng)濟全球一體化的發(fā)展，這種局面將會得到根本性的轉(zhuǎn)變，在未來還會出現(xiàn)更多的具有知識產(chǎn)權(quán)的制備技術(shù)工藝，推動稀土行業(yè)的健康發(fā)展。

4.3 行業(yè)競爭日益激烈

外資企業(yè)進入我國的稀土行業(yè)后，其良好的管理模式、暢通的銷售渠道和科研投入的重視等帶來了良好的經(jīng)濟效益，這將推動我國稀土企業(yè)的改革，稀土行業(yè)的競爭將會日益激烈。

5 結(jié)束語

上文簡單介紹了我國三種稀土資源的分離、提純工藝，并闡述了稀土濕法冶金的發(fā)展方向。今后，稀土的濕法冶金將會朝著知識產(chǎn)權(quán)保護、新制備裝置和工藝進步等方向發(fā)展，進而推動我國稀土行業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻

[1]許延輝.我國稀土濕法冶金領(lǐng)域?qū)＠仡橻J].稀土信息，2009（05）：28-30.

〔編輯：李玨〕endprint