探討我國稀土濕法冶金發展狀況及進展

李小偉

摘要：本文闡述了包頭混合型稀土精礦，四川氟碳鈰礦與南方離子型稀土礦這三種主要稀土工業資源的特點以及有關后續研究開發的一系列先進的稀土冶煉提取工藝技術，并結合目前稀土冶煉提取工藝技術的發展趨勢對下一步的發展方向進行了探討，最終得出了稀土冶煉下一步的發展方向和重點研究范圍，即：解決之前所造成的污染；減少原材料的消耗，即努力做到稀土礦高利用率無污染冶煉；拓寬稀土所能利用的領域。

關鍵詞：冶金工程；冶金技術；冶金發展

引言：

眾所周知我國是一個人口大國，但同時我國也是一個資源大國，我國的稀土資源豐富，有資料表明，我國稀土資源儲量（包括礦區外圍附近的邊界品位）達到了2700萬噸，大約占世界稀土總儲存量的30%，基礎儲量（可開發的工業品位和一級邊界品位）約8900萬噸，占世界基礎儲量的59.3%左右，我國的基礎儲量和資源量均位列世界第一。資源雖多，卻也不能浪費。為了提高稀土資源的利用率，我國的稀土科技人員依據我國的情況設計了一系列特別的技術，由此也有了完整健全的稀土作業體系。依靠獨特的工藝技術，我國的稀土冶煉量最少可達18萬噸/年，遠遠超過同時期的美國。就目前的情況來看，我國已經不僅僅是稀土資源大國，更是世界稀土生產，出口，消費大國，中國的稀土業已然走向了世界。隨著稀土工業的進一步發展，稀土產業的規模開始爆炸式地增長，這本該是讓人歡欣鼓舞的場面，但隨之而來的環境污染問題卻讓人頭疼，發展經濟的前提是保護好環境，因此，想讓稀土工業有更好的發展，稀土冶煉提取過程就必須使用綠色無污染的作業系統。在不污染環境的前提下，想辦法提高原材料，即稀土資源的利用率。

我國正在使用的三種主要稀土工業礦物分別為；包頭混合型稀土精礦，四川氟碳鈰礦與南方離子型稀土礦，冶煉不同的稀土要采用不同的工藝。具體如下：

1.包頭混合型稀土精礦

它是排名世界第一的輕稀土資源，它的儲量約占國內總儲量的80%，它就是包頭混合型稀土精礦。包頭混合型稀土精礦是一種由氟碳鈰礦和獨居石混合而成的，礦物結構和成分異常復雜的稀土礦，是全世界公認的難冶煉礦種。冶煉包頭混合型稀土精礦的方法有很多種，但實際在稀土冶煉中使用的只有硫酸法和燒堿法。

（1）硫酸法

自1970年北京有色金屬研究所研發出濃硫酸焙燒法冶煉法以來，硫酸法便開始漫長的改進過程，經過不斷地改進，硫酸法已成為包頭混合型稀土冶煉最常使用的工業技術，采用硫酸法冶煉的包頭混合型稀土約占總量的90%，由此可見，硫酸法的重要程度。

（2）燒堿法

稀土冶煉的前提是不對環境產生污染，而由燒堿法冶煉稀土而產生的污染氣體幾乎沒有，這本該是一個可行的冶煉方法，但經濟原因使它不能廣泛地應用于冶煉中，堿的價格過于昂貴而燒堿法所用的堿量又特別大，使用燒堿法投入的成本太多，冶煉過后產生的廢水量大難以回收利用，種種原因使得燒堿法不能被廣泛應用，這也是硫酸法能夠被廣泛應用于冶煉過程的一個重要原因。

2.南方離子型稀土礦

離子型稀土礦中富含重稀土金屬元素，應用價值很高，因此國家對它的開采尤為重視，甚至對它實行保護性開采，避免因為一時的過度開采造成資源匱竭。目前為止，我國于20世紀70年代由離子型稀土礦中分離出來的單一稀土化合物的年產量高達3.5噸，軍工，高新科技等領域都有它的參與。

離子型稀土礦的利用率并不高，迄今為止已經開采了30余年的離子型稀土礦，50余萬噸的原料最終卻只生產出了15萬噸的成品，其中浪費原料的多少不言而喻。為什么會出現這種情況呢？因為冶煉離子型稀土礦的大都為中小型的私營企業，私營企業一般情況下可以用來投資的資金并不多，因此設備水平低下，作業規模小，這些原因都會造成原料利用率低的現象，導致投入生產的原料中相當多一部分原料都被浪費掉。江西贛州冶金研究所于20世紀90年代研發的離子型稀土礦浸取技術對環境無影響，原材料利用率高達70%以上，目前已被廣泛推廣并應用。優點雖多，卻仍然存在缺點，缺點就是它并不是適用于所有的離子型礦區，而是僅僅適用于一些簡單性的礦區，因此，這種方法還有待進一步的改善。

3.氟碳鈰礦

四川氟碳鈰礦是純的氟碳鈰礦，稀土資源在四川氟碳鈰礦中以氟碳酸鹽的形式存在，使用最多的冶煉方法為化學法。最早使用的化學法是氧化焙燒-硫酸法，這種方法是北京有色金屬研究院在20世紀60年代研發出來的。這種方法流程多且雜，而稀土收率僅僅只有70%，加工過程產生的廢水量多且廢水中重金屬含量較多，廢水難以處理，回收難度很大，對環境造成的污染不可小覷，這使得這種方法不具有實用性。

最近，幾種新的化學法被開發出來專門用來加工四川氟碳鈰礦，經常使用的方法有：（1）氧化焙燒-鹽酸法；（2）氧化焙燒-鹽酸浸出-堿分解-鹽酸優溶-還原浸鈰法；（3）氧化焙燒-硫酸浸出-兩部復鹽沉淀法。

化學法不斷更新并被廣泛應用于工業生產過程中是有一定的原因的，這個原因就是投資資金少；但化學法同時也存在著不少的問題等著我們去解決，比如：冶煉之后的沸水中含有大量的重金屬殘渣無法處理，若是隨意排出，會造成無法估計的后果，環境污染會進一步加重，最后便會無法挽救。因此，我們迫切地需要開發出新的無污染的綠色工藝技術以便更好地保護環境。若只是考慮是否污染環境，那國內最近正在開發的氧化焙燒-稀硫酸浸出法就值得提倡，應該推廣使用。此種方法的優點是提煉物純度高，冶煉過后剩余的物質可以進行回收，這樣一來，冶煉就可以源源不斷地進行，整個冶煉過程就是一個循環過程。投資成本高是阻止這個方法被大范圍推廣的唯一原因。

結語：

稀土濕法冶金在往后的發展，盡快開發稀土礦綠色冶煉分離工藝，解決三廢污染問題，降低單耗。加強分離提純與化合物材料制備技術開發，加強自主創新和知識產權保護，拓展稀土的應用領域，特別是鈰、釔、釓、釤、鑭等高豐度稀土元素的應用研究，保持稀土元素的應用平衡。

參考文獻

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