由于受到技術(shù)的局限，稀土在開(kāi)發(fā)利用的過(guò)程中往往存在利用率低、冶煉成本高、環(huán)境污染大等問(wèn)題。作為關(guān)鍵戰(zhàn)略資源，當(dāng)前低成本稀土清潔生產(chǎn)技術(shù)已成為世界性難題，是各國(guó)競(jìng)爭(zhēng)拼搶的行業(yè)制高點(diǎn)。

由自然資源部中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都礦產(chǎn)綜合利用研究所稀土資源綠色高效利用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首次提出的稀土“浮團(tuán)聚磁選”成套新技術(shù)日前在國(guó)內(nèi)成功實(shí)現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化，并應(yīng)用于國(guó)外稀土礦山項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)。該技術(shù)通過(guò)浮選工藝來(lái)控制稀土礦物團(tuán)聚程度，最終將有用礦物提取分離，以此來(lái)提高稀土精礦的品位和回收率。

稀土“浮團(tuán)聚磁選”成套新技術(shù)，不僅實(shí)現(xiàn)了稀土礦低碳高效開(kāi)發(fā)利用，還使我國(guó)在稀土選礦富集分離核心技術(shù)方面保持了國(guó)際領(lǐng)先地位。

稀土分離提取工藝生產(chǎn)線

破解制約稀土綜合開(kāi)發(fā)利用瓶頸

何為“稀土”？事實(shí)上，稀土是鑭、鈰、釹、釔等17種金屬元素的總稱(chēng)。其中，鑭、鈰、鐠、釹被稱(chēng)為“輕稀土”，其他元素為“中重稀土”。每種元素有著不同的用途，如鑭能夠應(yīng)用于制備有機(jī)化工產(chǎn)品的催化劑中以及轉(zhuǎn)換農(nóng)用薄膜；鈰可以用來(lái)制造噴氣式推進(jìn)器零件；釹作為釹鐵硼永磁材料，廣泛用于電子、機(jī)械等行業(yè)。同時(shí)，稀土還可以作為優(yōu)良的熒光、激光和電光源材料以及彩色玻璃、陶瓷的釉料。此外，鈰、釔則可作為反應(yīng)堆燃料的稀釋劑。

目前，我國(guó)和世界上其他國(guó)家開(kāi)采出來(lái)的稀土礦石中稀土氧化物的含量只有百分之幾，有的甚至更低。傳統(tǒng)的稀土分離提純技術(shù)存在采選回收率低、固體廢物數(shù)量大、綜合利用程度不高等技術(shù)難題，成為制約稀土資源綜合開(kāi)發(fā)利用的“攔路虎”。

為了滿足稀土冶煉生產(chǎn)要求，需要不斷改進(jìn)稀土選礦技術(shù)方法，提高稀土氧化物含量，以得到滿足冶金要求的稀土精礦。然而，由于稀土元素的性質(zhì)極其相似，又多以氧化物混合物的形式存在于各種復(fù)雜的礦物中，因此稀土元素的分離和提純是一項(xiàng)極其困難的事情。

如何有效破解制約稀土資源綜合開(kāi)發(fā)利用的瓶頸？成都礦產(chǎn)綜合利用研究所以滿足國(guó)家需求為目標(biāo)，重點(diǎn)開(kāi)展了稀土綜合利用共性、關(guān)鍵性技術(shù)研究，通過(guò)選礦并行技術(shù)工藝的改進(jìn)，有力提高了稀土精礦產(chǎn)品的純度，不僅能降低稀土冶煉成本，還使稀土分離富集效率得到成倍提升。

稀土“浮團(tuán)聚磁選”成套新技術(shù)面世

“簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，稀土‘浮團(tuán)聚磁選技術(shù)’是以稀土捕收劑綠色分子設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，利用稀土與干擾礦物之間的物化差異，建立低碳短流程富集工藝的技術(shù)方法。”自然資源部高層次杰出青年、中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局優(yōu)秀地質(zhì)人才、成都礦產(chǎn)綜合利用研究所稀土創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)學(xué)科帶頭人熊文良研究員告訴記者。

然而，團(tuán)聚體控制技術(shù)是浮團(tuán)聚磁選的核心技術(shù)之一。它是通過(guò)浮選工藝來(lái)控制稀土礦物團(tuán)聚體的團(tuán)聚程度，在獲得有效浮選團(tuán)聚體的前提下，使稀土在浮選作業(yè)的回收率最大化。

該項(xiàng)技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)在于，有效利用捕收劑選擇性團(tuán)聚作用，提高細(xì)粒礦物磁選效率，從而提高稀土精礦品位。同時(shí)加入自主研發(fā)的綠色RF系列稀土浮選藥劑，大幅降低了難降解組分含量，實(shí)現(xiàn)零加溫浮選，減少了產(chǎn)品能耗和冶煉成本。

成套技術(shù)在四川德昌大陸槽和冕寧牦牛坪稀土礦選礦工業(yè)試驗(yàn)表明，應(yīng)用該套技術(shù)縮短了選礦富集過(guò)程，使稀土回收率由原來(lái)的20%提高至55%以上，精礦品位由55%提高到65%以上，并綜合回收了鉛、螢石、鍶鋇等伴生資源。同時(shí)，可降低每噸精礦碳排放量30%左右，減少了環(huán)境污染。

稀土分離提純關(guān)鍵核心技術(shù)國(guó)際領(lǐng)先

不同國(guó)家、不同地區(qū)、不同類(lèi)型的稀土資源成分差異較大，需要加大對(duì)稀土共性、個(gè)性、關(guān)鍵性技術(shù)問(wèn)題的研究，制訂解決方案 “對(duì)癥下藥”。為此，成都礦產(chǎn)綜合利用研究所針對(duì)國(guó)內(nèi)外不同類(lèi)型的稀土礦開(kāi)展了技術(shù)攻關(guān)。

微細(xì)粒級(jí)稀土礦物常與其他礦物密切共生，采用傳統(tǒng)磨礦方式難以單體解離，無(wú)法得到高品質(zhì)稀土精礦。研究團(tuán)隊(duì)提出化學(xué)解離-物理分離的新思路，攻克了美國(guó)Pea ridge鐵-稀土共生礦和澳大利亞Nolans稀土礦等多個(gè)難選稀土礦的高效利用難題，既得到了合格的稀土精礦，還實(shí)現(xiàn)了共伴生有價(jià)元素的綜合利用。

格陵蘭Kvanefjeld屬于少見(jiàn)的磷-硅酸鹽型稀土礦，主要含稀土礦物與脈石礦物的物理化學(xué)性質(zhì)相近，分選異常困難。研究團(tuán)隊(duì)在詳細(xì)研究礦物組分及性質(zhì)基礎(chǔ)上，采用新型浮選捕收劑RFS強(qiáng)化礦物表面性質(zhì)差異，在常溫條件下得到礦物純度大于80%的稀土精礦，較國(guó)外科研機(jī)構(gòu)提出的工藝流程得到的精礦品位更高，作業(yè)流程更簡(jiǎn)化，投資及運(yùn)行成本大幅降低。

美國(guó)芒廷帕斯稀土礦是全球第二大稀土礦山，卻由于生產(chǎn)成本過(guò)高，于2015年再度破產(chǎn)。研究團(tuán)隊(duì)先后3次赴美國(guó)礦山現(xiàn)場(chǎng)考察及調(diào)試，最終確定的選礦技術(shù)大幅降低了生產(chǎn)成本，為中資企業(yè)的進(jìn)入奠定了基礎(chǔ)，在穩(wěn)定提升生產(chǎn)指標(biāo)方面提供了技術(shù)支撐。

在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)還針對(duì)四川地區(qū)氟碳鈰型稀土礦特點(diǎn)，研發(fā)出鹽酸直接浸出技術(shù)。稀土氯化物、氧化物、氟化物、碳酸稀土、高純金屬、稀土硅化物等六大系列30余種規(guī)格。研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的系列稀土產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，逐步形成以稀土新材料為主體的科技成果轉(zhuǎn)化示范基地。

目前，憑借多年來(lái)對(duì)國(guó)內(nèi)外不同類(lèi)型的稀土礦資源開(kāi)展的綠色提取與綜合利用研究，成都礦產(chǎn)綜合利用研究所聯(lián)合盛和資源等企業(yè)，已在稀土研發(fā)方面獲得國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利125項(xiàng)，美國(guó)、加拿大專(zhuān)利各1項(xiàng)；獲省部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)4項(xiàng)，使我國(guó)稀土綠色清潔高效利用得到大幅提升，多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)核心技術(shù)具備國(guó)際領(lǐng)先地位。