首届战略资源综合利用论坛：技术创新为我国稀土工业“添绿”

“针对独特的稀土资源特点，我国开发了系列世界领先的稀土提取分离技术，在行业大规模应用，成就了中国稀土生产大国的国际地位。”3月31日—4月1日，首届战略资源综合利用论坛在湖南衡阳举行，围绕解决制约稀土行业发展的资源与环境重大难题，中国工程院院士黄小卫介绍了稀土资源绿色提取分离技术的最新进展。
记者了解到，我国稀土资源分布呈现“南重北轻”特点，位于内蒙古自治区包头市的白云鄂博混合型稀土矿，是世界第一大轻稀土矿；南方离子型稀土矿富含宝贵的中重稀土资源，是新一代信息技术、国防军工等不可或缺的关键原料，但提取分离难。
近十多年来，黄小卫院士带领团队开发成功了碳酸氢镁法分离提纯稀土新工艺、离子型稀土矿浸萃一体化新工艺，为我国轻、中重稀土资源量身定制了绿色低碳冶金技术。
提升稀土资源利用率和产品品质
白云鄂博混合型稀土矿属于多金属共伴生矿床，由氟碳铈矿与独居石矿共生，是世界公认的难冶炼矿种，其合理开发利用对全球稀土格局具有举足轻重的影响。
记者了解到，目前包头混合型稀土矿主要采用中国有研集团（原北京有色金属研究总院）开发的第三代硫酸法冶炼分离，具有成本低、规模大、易于连续化生产等优势，但存在硫酸镁废水难以循环利用和硫酸钙结垢的瓶颈，在资源利用率及绿色发展水平上有待进一步提升。
黄小卫介绍，为解决上述难题，她带领团队成功开发碳酸氢镁法分离提纯稀土新工艺。新工艺由碳酸氢镁皂化萃取转型分离稀土及钙元素定向调控技术、碳酸氢镁溶液连续规模制备及物料循环利用技术等两项核心技术组成，能解决常规矿物型稀土冶炼分离过程高盐废水的循环利用和硫酸钙结垢难题，实现高效清洁生产。
“利用包头稀土矿冶炼分离过程产生的硫酸镁废水，以及稀土皂化萃取等过程回收的CO_2，通过连续碳化规模制备碳酸氢镁溶液，替代氧化镁、液碱或液氨等用于皂化萃取转型分离稀土，最终实现稀土提取分离过程低碳、低盐、无氨氮排放。”黄小卫介绍，新工艺使稀土萃取率达99%以上，稀土纯度大于99.99%；实现了水、镁及CO_2资源循环利用，避免了硫酸钙结垢、铝和铁杂质对萃取过程的影响，提高了稀土资源利用率和产品品质。
“用原来的方法，稀土萃取槽体和设备上硫酸钙大量结垢，上百名工人每月清理1—2次。在采用新工艺后，每年仅清理1—2次。”黄小卫告诉记者，该技术在冶炼分离包头稀土矿的甘肃稀土公司等推广应用以来大受生产工人欢迎。
让中重稀土提取更高效、环保
对于富含中重稀土战略资源的南方离子型稀土矿，我国发明了独特的硫酸铵原地浸取—碳酸氢铵沉淀富集工艺，实现了大规模开发。记者了解到，该工艺工序冗长，稀土回收率低，氨氮污染严重，产生大量含放射性除杂渣和放射性酸溶渣。
黄小卫介绍，最新研发的绿色提取技术称为离子型稀土矿浸萃一体化新工艺。以生态友好型镁盐复合体系替代传统硫酸铵浸取离子型稀土矿，低浓度浸出液以非平衡离心萃取富集稀土工艺替代传统碳酸氢铵沉淀富集稀土工艺，直接生产出高浓度混合氯化稀土溶液产品，流程上缩减5道工序，稀土回收率提高10%—20%，源头消除氨氮污染，不产生放射性废渣。
2016年，中铝广西稀土公司所属矿山建成一期工程，采用该技术首次实现离子型稀土矿低浓度浸出液直接萃取富集的工业应用，中重稀土萃取回收率达99%以上，解决了长期困扰离子矿企业的含放射性渣污染问题。后又在广西、福建、江西稀土矿山建成了多条生产示范线。
同年，中国有色金属工业协会成果评价会现场，成果评价专家一致认为：新技术是离子型稀土矿生产工艺的一次重大变革，整体领先于世界稀土金属选冶、分离技术水平。
党的二十大报告指出，必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力。“在稀土资源绿色提取分离上，科技创新永无止境。”黄小卫向科技日报记者表示，她希望新技术能得到更广泛的推广和使用，更高效、绿色利用稀土的同时，为增强我国科技竞争力贡献一份力量。