中國科學家突破稀土分離關鍵技術
2017年12月19日 8:58 6775次瀏覽 來源： 新浪 分類： 稀土
“離子型稀土礦是我國重要的戰(zhàn)略資源，我們開展的稀土清潔生產與高質利用技術研發(fā)具有重要的資源、環(huán)境和能源意義，這是我們分離出來的各種稀土原料，有些價值很高。”中科院海西研究院廈門稀土材料研究所研究員孫曉琦說。
稀土是世界公認的發(fā)展高技術、國防尖端技術、改造傳統(tǒng)產業(yè)不可或缺的戰(zhàn)略資源，是21世紀新材料的寶庫。我國南方的離子型礦中有全球70%以上的重稀土資源，但現階段利用形勢不甚樂觀，且分離過程中會造成植被破壞、水土流失和環(huán)境污染等問題。
對這種“超級工業(yè)味精”的研究，廈門稀土所研究員孫曉琦領導的團隊充滿著激情和追求。他們面向清潔、高效離子型稀土礦冶金集成工藝研發(fā)的需要，在稀土高效清潔分離關鍵技術研發(fā)領域取得重大突破，獲得國務院副總理劉延東高度評價。目前該團隊開展的工業(yè)試驗正在順利進行，并與贛州市政府建立了戰(zhàn)略合作關系，與廈門鎢業(yè)、贛州稀土、虔東稀土等開展實質性合作。
我國是世界稀土生產第一大國，稀土分離化學與工程研究取得長足進步，但稀土分離工業(yè)還存在環(huán)境污染、資源利用率低等嚴重問題。隨著我國環(huán)保標準的提高及國內外對高純重稀土需求的迅速增長，離子型稀土礦分離工藝存在的問題急需解決。但目前企業(yè)很難通過調節(jié)流程參數對其存在缺陷加以優(yōu)化，而清潔高效稀土分離流程研發(fā)的關鍵科學問題就在于開拓新型萃取體系和分離流程。
廈門稀土材料研究所副所長張云研究員表示：“面向國家需求、行業(yè)共性問題和解決企業(yè)技術難題是我們的責任。”他介紹說，孫曉琦團隊為此開展了大量應用基礎研究，努力開拓高性能稀土分離體系，以解決稀土分離流程從應用基礎研究向產業(yè)化過渡過程中的關鍵科學問題。
研究人員采用世界前沿技術，對高效清潔稀土分離工藝研發(fā)過程中所涉及的溶液配位化學、萃取劑設計、萃取熱力學、萃取動力學、萃取機理、分離材料等基本科學問題開展系統(tǒng)研究，現已取得階段性重要研究成果。
同時他們還與國有大型稀土集團合作，將所研發(fā)技術應用于工業(yè)試驗。該團隊與廈門鎢業(yè)股份有限公司合作研發(fā)的離子液皂化技術，基于離子締合機理，可從萃取機理上有效避免上述問題。現有工業(yè)試驗表明，所用低成本萃取劑無磷，完全國產化；直排廢水中總氨氮量顯著低于稀土工業(yè)污染物排放的標準要求。
廈門稀土所還與贛州稀土集團合作，對廢渣中稀土和放射性元素的回收開展研究，發(fā)現渣中稀土含量為原山含量的130多倍，但回收其中的有價稀土元素及放射性元素存在很大的挑戰(zhàn)。針對放射性廢渣的特點，研究團隊應用新型萃取體系，目前工業(yè)試驗進展順利，廢渣經過酸溶解和萃取，酸浸液的稀土回收率大于92%，放射性元素釷的回收率大于90%；分離所得镥產品的純度大于99%。廢水中，殘余釷的含量達到稀土工業(yè)污染物排放標準。
中科院海西研究院團隊還與中科院長春應用化學研究所、美國橡樹嶺國家實驗室、美國勞倫斯伯克利國家實驗室等國內外知名機構合作開展工程技術研究，提高我國離子型礦的稀土利用率。該項研究有利于顯著降低酸堿消耗，可節(jié)約直接生產成本25%~30%，具有顯著的間接經濟效益和社會效益。
“從能源角度看，隨著我國核能的迅速發(fā)展，稀土礦中伴生的鈾、釷已引起廣泛關注。”張云表示，孫曉琦團隊開展的工作有助于促進我國初級核燃料分離、純化技術的發(fā)展。據悉，為進一步實現稀土的大規(guī)模高值化，該團隊與贛州稀土集團合作建立的低成本研發(fā)的高純超細稀土粉體工業(yè)生產示范線制備技術產品已銷售幾百公斤，產品銷售價格單價比普通稀土高60%，并已在衛(wèi)星天線等高技術領域得以應用。
“這項重要研究成果的示范推廣正在路上。”中科院福建物質結構研究所所長曹榮表示，將遵循從工程技術中發(fā)現基礎科學問題，再將基礎研究所取得的成果應用于工業(yè)實踐的思路，建立千噸級產業(yè)化示范工程，加快所研發(fā)技術在行業(yè)內的推廣，為我國離子型稀土分離工業(yè)的發(fā)展以及國民經濟建設發(fā)展作出實實在在的貢獻。
責任編輯：周大偉
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