探讨我国稀土湿法冶金发展状况及进展

李小伟

摘要：本文阐述了包头混合型稀土精矿，四川氟碳铈矿与南方离子型稀土矿这三种主要稀土工业资源的特点以及有关后续研究开发的一系列先进的稀土冶炼提取工艺技术，并结合目前稀土冶炼提取工艺技术的发展趋势对下一步的发展方向进行了探讨，最终得出了稀土冶炼下一步的发展方向和重点研究范围，即：解决之前所造成的污染；减少原材料的消耗，即努力做到稀土矿高利用率无污染冶炼；拓宽稀土所能利用的领域。

关键词：冶金工程；冶金技术；冶金发展

引言：

众所周知我国是一个人口大国，但同时我国也是一个资源大国，我国的稀土资源丰富，有资料表明，我国稀土资源储量（包括矿区外围附近的边界品位）达到了2700万吨，大约占世界稀土总储存量的30%，基础储量（可开发的工业品位和一级边界品位）约8900万吨，占世界基础储量的59.3%左右，我国的基础储量和资源量均位列世界第一。资源虽多，却也不能浪费。为了提高稀土资源的利用率，我國的稀土科技人员依据我国的情况设计了一系列特别的技术，由此也有了完整健全的稀土作业体系。依靠独特的工艺技术，我国的稀土冶炼量最少可达18万吨/年，远远超过同时期的美国。就目前的情况来看，我国已经不仅仅是稀土资源大国，更是世界稀土生产，出口，消费大国，中国的稀土业已然走向了世界。随着稀土工业的进一步发展，稀土产业的规模开始爆炸式地增长，这本该是让人欢欣鼓舞的场面，但随之而来的环境污染问题却让人头疼，发展经济的前提是保护好环境，因此，想让稀土工业有更好的发展，稀土冶炼提取过程就必须使用绿色无污染的作业系统。在不污染环境的前提下，想办法提高原材料，即稀土资源的利用率。

我国正在使用的三种主要稀土工业矿物分别为；包头混合型稀土精矿，四川氟碳铈矿与南方离子型稀土矿，冶炼不同的稀土要采用不同的工艺。具体如下：

1.包头混合型稀土精矿

它是排名世界第一的轻稀土资源，它的储量约占国内总储量的80%，它就是包头混合型稀土精矿。包头混合型稀土精矿是一种由氟碳铈矿和独居石混合而成的，矿物结构和成分异常复杂的稀土矿，是全世界公认的难冶炼矿种。冶炼包头混合型稀土精矿的方法有很多种，但实际在稀土冶炼中使用的只有硫酸法和烧碱法。

（1）硫酸法

自1970年北京有色金属研究所研发出浓硫酸焙烧法冶炼法以来，硫酸法便开始漫长的改进过程，经过不断地改进，硫酸法已成为包头混合型稀土冶炼最常使用的工业技术，采用硫酸法冶炼的包头混合型稀土约占总量的90%，由此可见，硫酸法的重要程度。

（2）烧碱法

稀土冶炼的前提是不对环境产生污染，而由烧碱法冶炼稀土而产生的污染气体几乎没有，这本该是一个可行的冶炼方法，但经济原因使它不能广泛地应用于冶炼中，碱的价格过于昂贵而烧碱法所用的碱量又特别大，使用烧碱法投入的成本太多，冶炼过后产生的废水量大难以回收利用，种种原因使得烧碱法不能被广泛应用，这也是硫酸法能够被广泛应用于冶炼过程的一个重要原因。

2.南方离子型稀土矿

离子型稀土矿中富含重稀土金属元素，应用价值很高，因此国家对它的开采尤为重视，甚至对它实行保护性开采，避免因为一时的过度开采造成资源匮竭。目前为止，我国于20世纪70年代由离子型稀土矿中分离出来的单一稀土化合物的年产量高达3.5吨，军工，高新科技等领域都有它的参与。

离子型稀土矿的利用率并不高，迄今为止已经开采了30余年的离子型稀土矿，50余万吨的原料最终却只生产出了15万吨的成品，其中浪费原料的多少不言而喻。为什么会出现这种情况呢？因为冶炼离子型稀土矿的大都为中小型的私营企业，私营企业一般情况下可以用来投资的资金并不多，因此设备水平低下，作业规模小，这些原因都会造成原料利用率低的现象，导致投入生产的原料中相当多一部分原料都被浪费掉。江西赣州冶金研究所于20世纪90年代研发的离子型稀土矿浸取技术对环境无影响，原材料利用率高达70%以上，目前已被广泛推广并应用。优点虽多，却仍然存在缺点，缺点就是它并不是适用于所有的离子型矿区，而是仅仅适用于一些简单性的矿区，因此，这种方法还有待进一步的改善。

3.氟碳铈矿

四川氟碳铈矿是纯的氟碳铈矿，稀土资源在四川氟碳铈矿中以氟碳酸盐的形式存在，使用最多的冶炼方法为化学法。最早使用的化学法是氧化焙烧-硫酸法，这种方法是北京有色金属研究院在20世纪60年代研发出来的。这种方法流程多且杂，而稀土收率仅仅只有70%，加工过程产生的废水量多且废水中重金属含量较多，废水难以处理，回收难度很大，对环境造成的污染不可小觑，这使得这种方法不具有实用性。

最近，几种新的化学法被开发出来专门用来加工四川氟碳铈矿，经常使用的方法有：（1）氧化焙烧-盐酸法；（2）氧化焙烧-盐酸浸出-碱分解-盐酸优溶-还原浸铈法；（3）氧化焙烧-硫酸浸出-两部复盐沉淀法。

化学法不断更新并被广泛应用于工业生产过程中是有一定的原因的，这个原因就是投资资金少；但化学法同时也存在着不少的问题等着我们去解决，比如：冶炼之后的沸水中含有大量的重金属残渣无法处理，若是随意排出，会造成无法估计的后果，环境污染会进一步加重，最后便会无法挽救。因此，我们迫切地需要开发出新的无污染的绿色工艺技术以便更好地保护环境。若只是考虑是否污染环境，那国内最近正在开发的氧化焙烧-稀硫酸浸出法就值得提倡，应该推广使用。此种方法的优点是提炼物纯度高，冶炼过后剩余的物质可以进行回收，这样一来，冶炼就可以源源不断地进行，整个冶炼过程就是一个循环过程。投资成本高是阻止这个方法被大范围推广的唯一原因。

结语：

稀土湿法冶金在往后的发展，尽快开发稀土矿绿色冶炼分离工艺，解决三废污染问题，降低单耗。加强分离提纯与化合物材料制备技术开发，加强自主创新和知识产权保护，拓展稀土的应用领域，特别是铈、钇、钆、钐、镧等高丰度稀土元素的应用研究，保持稀土元素的应用平衡。

参考文献

[1]黄小卫，李红卫，薛向欣，张国成. 我国稀土湿法冶金发展状况及研究进展[J].中国稀土学报，2006，（02）：129-133.

[2]鲁艳梅.我国稀土湿法冶金发展状况及研究[J].科技与创新，2014，（06）：156-158.endprint