我國(guó)稀土濕法冶金發(fā)展?fàn)顩r及研究

魯艷梅

摘 要：我國(guó)稀土濕法冶金經(jīng)過(guò)50多年的發(fā)展，取得了突出的進(jìn)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(diǎn)分別開(kāi)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(jìn)步。介紹三種稀土資源的濕法冶金技術(shù)，并簡(jiǎn)單闡述我國(guó)稀土濕法冶金技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：稀土；濕法冶金；分離；提純

中圖分類號(hào)：TF845 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(jià)值的稀土產(chǎn)品。我國(guó)擁有豐富的稀土資源，已成為稀土生產(chǎn)、出口和消費(fèi)大國(guó)。隨著稀土行業(yè)發(fā)展帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題，稀土開(kāi)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(guò)程中的資源消耗是當(dāng)前迫切需要解決的問(wèn)題。

1 白云鄂博稀土精礦綜合開(kāi)發(fā)技術(shù)

白云鄂博的稀土精礦是以氟碳鈰礦和獨(dú)居石兩種稀土礦組成的混合型礦，冶煉難度較大。經(jīng)過(guò)我國(guó)稀土工作者的不懈努力，開(kāi)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(kāi)發(fā)了硫酸法，并在北京通縣冶煉廠的工業(yè)試驗(yàn)中取得了成功，解決了低品位稀土精礦的濕法冶金問(wèn)題。1994年，寶鋼稀土三廠引進(jìn)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(jìn)，第二代、第三代硫酸法應(yīng)運(yùn)而生。其中，第三代硫酸法可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的稀土資源分離，對(duì)稀土精礦的品位要求較低，且運(yùn)行成本低，稀土資源回收率高。但是，該技術(shù)會(huì)帶來(lái)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(jìn)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(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生放射性污染，進(jìn)而造成釷資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。

1.2 燒堿法

這種工藝的優(yōu)點(diǎn)是投資低、環(huán)境污染小，但是由于分離工藝中使用的堿價(jià)格昂貴，且用量多，導(dǎo)致運(yùn)行成本較高。稀土經(jīng)過(guò)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(fèi)；并且工藝運(yùn)行過(guò)程中會(huì)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(diǎn)是，該工藝對(duì)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(jìn)行分離。事實(shí)上，包頭白云鄂博的稀土精礦目前多采用第三代硫酸法進(jìn)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(kāi)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(guó)際上從未報(bào)道過(guò)這種稀土礦。對(duì)其進(jìn)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(jìn)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(jià)值極高，政府對(duì)其實(shí)行保護(hù)型開(kāi)采。經(jīng)過(guò)科學(xué)家的研究攻關(guān)，制備出了分離設(shè)備，實(shí)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(duì)合作，對(duì)尋烏河嶺的稀土進(jìn)行浸礦試驗(yàn)，生產(chǎn)出了大量稀土氧化物，為尋烏地區(qū)的輕稀土打開(kāi)了國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)。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(jì)90年代，贛州冶金研究所開(kāi)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(lái)的30%提升到70%，且對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞小、作業(yè)效率高，已經(jīng)在簡(jiǎn)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(jì)80年代中期發(fā)現(xiàn)的，是我國(guó)第二大稀土資源，于1989年正式開(kāi)采，1993年建設(shè)稀土冶煉廠。經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，目前該礦已形成了專門(mén)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(dá)99%，回收率達(dá)78%.經(jīng)過(guò)多年的研究，相關(guān)機(jī)構(gòu)對(duì)該工藝進(jìn)行改進(jìn)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(jìn)行冶煉。該工藝投資少，化學(xué)原料要求低，但工藝流程較長(zhǎng)，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(guó)鉬公司于20世紀(jì)60年代研發(fā)出來(lái)的。相較于前一種工藝來(lái)說(shuō)，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(guó)內(nèi)專家也一直致力于新工藝的研發(fā)和工藝改進(jìn)中，希望開(kāi)發(fā)出更加簡(jiǎn)單、高效的工藝來(lái)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(shì)

4.1 精細(xì)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(huì)朝著精細(xì)化方向發(fā)展，生產(chǎn)出高純度的精細(xì)化稀土產(chǎn)品，促進(jìn)我國(guó)稀土行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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

多年來(lái)，我國(guó)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(guó)際先進(jìn)水平。但由于稀土行業(yè)的利潤(rùn)極高、門(mén)檻低，許多稀土企業(yè)不重視制備技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，導(dǎo)致侵權(quán)現(xiàn)象嚴(yán)重。隨著經(jīng)濟(jì)全球一體化的發(fā)展，這種局面將會(huì)得到根本性的轉(zhuǎn)變，在未來(lái)還會(huì)出現(xiàn)更多的具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的制備技術(shù)工藝，推動(dòng)稀土行業(yè)的健康發(fā)展。

4.3 行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈

外資企業(yè)進(jìn)入我國(guó)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(lái)了良好的經(jīng)濟(jì)效益，這將推動(dòng)我國(guó)稀土企業(yè)的改革，稀土行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)日益激烈。

5 結(jié)束語(yǔ)

上文簡(jiǎn)單介紹了我國(guó)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(huì)朝著知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)、新制備裝置和工藝進(jìn)步等方向發(fā)展，進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)稀土行業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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

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