中國粉體網(wǎng)訊 “我們?nèi)缃袼f的稀土提取分離技術(shù)早已不是簡單的把稀土‘拿出來’，而是清潔高效地拿出來，這二者之間有著天壤之別。”正在國內(nèi)某地參加學(xué)術(shù)研討會(huì)的國家杰出青年基金獲得者、教育部長江學(xué)者特聘教授李梅非常認(rèn)真地對(duì)科技日?qǐng)?bào)記者說：“幾十年來，我們?yōu)槿澜缣峁┝?0%以上的稀土原料，別的國家用上了新材料，我們自己卻制造出了嚴(yán)重的環(huán)境污染�！�
不論南方還是北方，稀土的開發(fā)利用所造成的植被破壞、水土流失、輻射污染等環(huán)境問題是誰都無法回避的。作為國內(nèi)著名的稀土學(xué)科帶頭人，李梅教授所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)——“輕稀土資源綠色提取與高效利用”教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室就是解決這一問題的一支精英團(tuán)隊(duì)。
占我國稀土儲(chǔ)量83%的內(nèi)蒙古包頭市，是我國稀土高效清潔提取分離工藝的發(fā)祥地之一。上世紀(jì)80年代，中國工程院張國成院士發(fā)明了50%稀土精礦濃硫酸焙燒工藝成，該技術(shù)自此成為我國北方混合型稀土精礦的主要提取生產(chǎn)技術(shù)。但是這種高溫焙燒工藝的三廢問題始終無法避免，三廢處理工序是整個(gè)工藝能耗最高、成本最大的工序。幾十年來，眾多科研團(tuán)隊(duì)和企業(yè)都在努力試圖解決這一問題，但得出的成果都是“末端治理的思路”。
“也就是說，產(chǎn)生了三廢再分別治理三廢，這樣的結(jié)果就是將A污染變成B污染，將A垃圾變成B垃圾，不能從根本上解決問題�！崩蠲方淌诮榻B說。
作為我國現(xiàn)代稀土冶煉分離技術(shù)的泰斗級(jí)人物，張國成院士也感慨地說：“我們那個(gè)時(shí)代國家窮，只考慮如何將稀土拿出來，沒有條件考慮環(huán)保的問題，現(xiàn)在國家有錢了，環(huán)保問題提上了日程，原工藝也該改一改了�！�
到上世紀(jì)九十年代，稀土專家葉祖光教授完成對(duì)單一中重稀土99.999%高純度分離實(shí)驗(yàn)之后，稀土的高純度提取分離也已經(jīng)再不是關(guān)鍵技術(shù)�！斑@種技術(shù)在國家‘九五計(jì)劃’時(shí)期就已經(jīng)是成熟技術(shù)，我們現(xiàn)在所說的稀土提取分離關(guān)鍵技術(shù)，是如何實(shí)現(xiàn)清潔高效提取，如何將重污染的稀土廢料變廢為寶、吃干榨盡�！崩蠲方淌谡f。
如何從源頭上改變稀土提取的原料結(jié)構(gòu)，讓整個(gè)稀土提取工藝不產(chǎn)生三廢？這是多年來李梅教授一直在思考和探索的問題。在幾年前一次中國工程院的會(huì)議上，參會(huì)的李梅現(xiàn)場聽到了時(shí)任院長徐匡迪關(guān)于首鋼曹妃甸改造的方案后頓受啟發(fā)。她立即帶領(lǐng)課題組在已有的冶金實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)上，跨學(xué)科搭建選礦實(shí)驗(yàn)室，開始了“白云鄂博礦選冶一體化”研究，并成為這一領(lǐng)域的先行者。
每一個(gè)稀土礦都會(huì)有尾礦庫，白云鄂博礦的尾礦是被采走70%鐵和10%稀土后的富集物，含有大量的有價(jià)元素，目前已堆存2億噸。其中，稀土資源儲(chǔ)量達(dá)到1400萬噸，螢石4000萬噸，Nb2O5近24萬噸，Sc2O3約4萬噸，ThO2約7萬噸，經(jīng)濟(jì)價(jià)值達(dá)上萬億。
“很顯然，憑借先進(jìn)的提取分離技術(shù)，這個(gè)龐大的尾礦庫可以變成一個(gè)價(jià)值無法估量的寶藏庫�！崩蠲方淌诮榻B說。
李梅教授帶領(lǐng)2名博士，15名碩士一頭扎進(jìn)白云鄂博尾礦庫，與車間工人一起倒班，在三車間奮戰(zhàn)近兩年半，終于完成了“混合型輕稀土資源清潔高效提取技術(shù)及應(yīng)用”的實(shí)驗(yàn)，并獲得了“國家科技支撐計(jì)劃”的項(xiàng)目支持。在項(xiàng)目的支持下，團(tuán)隊(duì)順利完成了尾礦的全回收試驗(yàn)，并獲批了國家863項(xiàng)目——“白云鄂博尾礦資源清潔高效利用技術(shù)”。
憑借“高純單一稀土化合物提取技術(shù)”、“大顆粒稀土化合物制備工藝開發(fā)” 等一系列科研成果，李梅教授團(tuán)隊(duì)最終提出了一套全新的針對(duì)包頭白云鄂博混合型輕稀土資源綠色高效提取的“源頭治理思路”和技術(shù)體系：改變已經(jīng)生產(chǎn)了幾十年的50%稀土精礦的礦物結(jié)構(gòu)和品位，將其提高至大于60%，采用先分解氟碳鈰礦再堿溶獨(dú)居石的新工藝，大幅降低堿用量，同時(shí)在提取稀土過程中回收伴生元素氟、磷、釷，氟以氟化鈉回收，磷以磷酸三鈉回收。
“新技術(shù)的關(guān)鍵之處就在于：以不發(fā)生環(huán)境污染為目標(biāo)，將稀土中的有價(jià)值元素逐個(gè)拿出，為新材料制備提供無限可能，”李梅教授告訴科技日?qǐng)?bào)記者：“打個(gè)比方說，就是要像切蛋糕一樣來處理稀土。”
目前該系統(tǒng)技術(shù)的選礦部分已經(jīng)在包鋼集團(tuán)實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)，年產(chǎn)超過12萬噸，技術(shù)的冶煉部分已經(jīng)在包鋼和發(fā)稀土建成的3000噸/年生產(chǎn)線，工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行已經(jīng)走通，正在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)升級(jí)改造。
由于輕稀土的提取技術(shù)難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于離子型稀土，李梅教授團(tuán)隊(duì)這套既適合尾礦也適合原礦的元素全回收、綠色高效的新技術(shù)集成，已經(jīng)成為國內(nèi)領(lǐng)先、國際一流的現(xiàn)代稀土提取分離技術(shù)。
值得一提的是，在稀土中的眾多元素紛紛被應(yīng)用于新材料制備的同時(shí)，白云鄂博礦還將稀土依靠濕法冶金的方法制備成釷富集物存放起來，這種可用作核工業(yè)的原料資源將在不久的將來發(fā)揮至關(guān)重要的戰(zhàn)略作用。
