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行业领域

新材料产业,制造业

需求背景

    白云鄂博稀土矿由氟碳铈矿和独居石组成，矿物结构和成分复杂，被世界公认为难冶炼矿种。我国稀土工作者先后开发成功硫酸焙烧法、烧碱分解法、碳酸钠焙烧法、高温氯化法、电场分解法等多种工艺流程。目前，在工业上应用的有硫酸法和烧碱法。

硫酸强化焙烧工艺（第三代酸法）由于处理成本低、适应性强，易实现连续大规模生产，采用硫酸法工艺处理量占白云鄂博混合矿总处理量的90%以上。

第三代酸法工艺是将白云鄂博稀土精矿经过高温硫酸分解、水浸、中和除杂后得到硫酸稀土溶液后，按以下两种工艺路线从硫酸稀土溶液中提取稀土。流程A是将硫酸稀土溶液直接进行碳铵沉淀、盐酸溶解转型得到氯化稀土溶液，该方法投资较小，但沉淀1吨稀土氧化物要消耗***吨的碳铵，不仅运行成本较高，并产生大量硫酸铵、硫酸镁废水，重复复杂，难以回收处理，对水资源造成严重污染。流程B是先采用P204或P507进行Nd/Sm萃取分组，得到的LaCePrNd萃余液再用P204全萃取、盐酸反萃转型为氯化稀土溶液，该方法所用P204不用皂化，萃取过程不产生氨氮废水，稀土回收率高，产品质量好，但由于硫酸体系稀土浓度低，设备和有机相投资较大。上述两种方法得到的混合氯化稀土溶液都要经过氨或液碱皂化的P507萃取分离La、Ce、Pr、Nd单一稀土。

      第三代硫酸法工艺简单可控，对精矿品位要求不高，易实现连续大规模生产，运行成本低，氧化镁中和除杂使渣量减少，稀土回收率高。从稀土精矿到混合氯化稀土收率可以达到93%以上，从混合氯化稀土到各类单一稀土氧化物收率达95%以上。该方法缺点是钍以焦磷酸盐形态固定于渣中，回收难度大，造成钍资源浪费；焙烧尾气中含有大量氟化物、硫氧化物、硫酸雾等，喷淋废水和转型废水污染物超标，且废水数量较大，处理成本较高，回收困难。

    第三代硫酸法工艺已运行几十年，为稀土产业发展做出了重大贡献，但随着对环保及经济运行的要求不断提高，需要提出更加绿色环保经济的工艺。

需解决的主要技术难题

      开展稀土高效选冶工艺流程及装备研究

重点开发环境友好、先进适用的高效选矿技术，提高资源回收率。研发绿色高效冶炼分离技术、化工原材料及废物循环利用技术、关键装备及自动控制等先进技术，实现稀土高效清洁生产。

1）稀土矿绿色高效选矿工艺技术及装备开发

A、新型选矿药剂研究

B、稀土及伴生资源高效选别工艺及装备开发

2）稀土矿绿色高效冶炼工艺流程及装备开发

A、混合型稀土矿中低温硫酸化焙烧分解技术和装备

B、硫酸化焙烧过程中含硫、氟废气综合利用研究

C、氟碳铈矿催化浸出工艺研究

3）稀土绿色高效萃取分离技术及装备开发

A、新型稀土有机萃取剂及分离方法研究

B、低盐低碳无氨氮萃取分离稀土技术及装备开发

C、稀土分离过程酸、碱、盐及废水循环利用技术及装备开发

期望实现的主要技术目标

冶炼分离主要技术指标：

1、单位产品（REO）能耗降低20%；

2、总废渣减量30%以上；

3、稀土总回收率提高大于2%。

处理进度