返回顶部 关闭
首页 > 地方 >正文

突破技术瓶颈 实现资源双赢 ——对推进稀土—萤石协同利用的思考

2020-10-12 13:52:26    来源: 中国自然资源报    作者:熊文良

随着科技和经济的发展,稀土和萤石被越来越多地应用于新能源和新材料领域,二者均被主要发达国家列为关键矿产或者战略性矿产。我国在“十三五”期间也将稀土和萤石列为战略性矿产。

我国主要的稀土矿均伴生萤石资源。随着萤石资源战略地位日益提升,萤石的经济价值也一路看涨。稀土矿中伴生的萤石资源亟待实现开发利用。当前,突破稀土资源传统开发方式,推进稀土—萤石协同利用,是推动我国稀土资源节约、集约和综合利用的路径之一。

稀土—萤石兼顾回收开始受到重视

我国最早生产稀土的包钢白云鄂博稀土矿,是全球最大的稀土矿山。白云鄂博稀土矿中伴生的萤石资源,其资源量占我国累计查明萤石资源储量的近一半。此外,我国第二大稀土矿——山东微山湖稀土矿和第三大稀土矿——四川冕宁牦牛坪稀土矿也均伴生萤石资源。

为获取稀土资源,上世纪60年代,美国芒廷帕斯稀土矿山研发了脂肪酸加温浮选技术,为最早采用浮选方法回收氟碳铈轻稀土资源的综合利用技术。到上世纪80年代,我国白云鄂博稀土矿开始采用萘羟肟酸加温浮选法回收氟碳铈和独居石(磷铈镧矿)混合稀土矿,此后该技术一直作为我国主流的氟碳铈稀土矿回收技术,在各大矿山广泛应用。

但传统的萘羟肟酸加温浮选技术存在加温能耗高、对环境不够友好、回收作业流程复杂难以控制等问题。而且,我国典型氟碳铈稀土资源通常伴生萤石。随着萤石资源战略地位的日益提升,在稀土开发利用过程中开始注重稀土—萤石兼顾回收。

近年来,包钢宝山选厂开展了从实验室到工业试验的萤石回收研究,工业上已经获得了氟化钙(CaF2)85%~90%左右的萤石精矿,但流程较长、能耗较高。

加快构建稀土—萤石协同利用技术体系

新时期,新发展理念和生态文明建设要求资源开发利用由粗放向绿色、低碳、综合和循环转变。从技术层面,亟待加快构建基于我国稀土资源特点的稀土—萤石协同利用技术体系。

一是研制绿色、低成本捕收剂。

长期以来,稀土矿山一直使用萘羟肟酸系列稀土捕收剂。而萘羟肟酸的合成工艺复杂、成本高,合成过程中会产生废水污染,生产使用过程中也会排放含氮较高的废水。因此,从经济和环保的角度考虑,应加强非萘羟肟酸体系稀土捕收剂的研究,以减少资源开发对环境的影响。

二是开发回收稀土的常温浮选工艺。

自生产稀土精矿以来,稀土浮选线普遍采用加温浮选作业,矿浆通常需要加温到40℃以上,造成单位精矿能耗高,且浮选车间蒸汽浓度(药剂挥发)大,作业环境较为恶劣。因此,应开发稀土的低温回收工艺,大幅降低稀土生产能耗,减少碳排放和改善生产作业环境。

三是研制高效的含钙碳酸盐抑制剂。

白云鄂博稀土矿中白云石(CaMg(CO3)2)含量较高,这是影响萤石精矿品质的主要脉石矿物。由于白云石和萤石的表面性质相近,采用常规的抑制剂分离萤石和白云石的效果不佳。因此,需要研制新型高效抑制剂,以实现萤石和白云石的精准分离。

四是开发短流程高效协同利用工艺。

包钢选厂回收稀土、萤石采用的是优先浮选稀土,浮选稀土后的尾矿再进行浮选回收萤石的选矿流程。但是,由于稀土和萤石浮选采用的是不同的捕收剂,现行工艺作业多、流程长、药剂制度复杂,而且稀土需要加温,导致稀土、萤石回收率均未达到理想指标。为此,建议研发短流程稀土—萤石协同利用工艺,充分利用稀土—萤石的共性和个性,实现稀土—萤石的协同和高效利用。

多项稀土—萤石协同利用新技术已获应用

以中国地质调查局成都矿产综合利用研究所为依托的中国地质调查局稀土资源应用技术创新中心组建了专门的研发团队,对国内外不同稀土资源的技术开发进行了深入研究。

针对传统的萘羟肟酸加温浮选技术存在加温能耗高、萘羟肟酸在生产和使用过程中对环境不够友好、回收作业流程复杂难以控制等问题,中国地质调查局稀土资源应用技术创新中心研究团队提出了稀土—萤石协同利用新技术,形成了稀土—萤石短流程协同回收工艺、萤石与碱土金属精准分离表面活性剂研制等多项关键技术,建立了适应稀土伴生萤石资源特点的高效回收利用技术体系。

其中,稀土—萤石混合浮选捕收剂为适用于低温条件下的非萘羟肟酸体系捕收剂,在降低浮选温度和减少环境影响的同时,通过浮选可以获得稀土和萤石回收率均大于90%的稀土—萤石混合精矿。萤石—白云石精准分离抑制剂能够在较宽范围pH值环境下实现有效和精准抑制白云石上浮,提高萤石精矿品位。

应用这些技术成果,研发团队在四川冕宁某稀土矿山开展了稀土—萤石协同利用技术的工业试验,实现了稀土—萤石的常温混合浮选,实现了常温“一步法”回收稀土—萤石混合精矿,将混合精矿再进行高梯度强磁选实现了稀土与萤石的高效分离,从而获得了高品质的稀土产品和萤石产品。

目前,中国地质调查局稀土资源应用技术创新中心在四川攀西地区多个矿山开展了稀土—萤石协同利用新技术工业试验,并获得初步成效。今后,该技术有望推广至白云鄂博稀土矿,带动我国硬岩型稀土矿实现绿色高效开发,从而推动我国稀土产业高质量发展。

(作者系中国地质调查局成都矿产综合利用研究所研究员)

独家稿件声明
本网站内容中注明来源为“中国自然资源报”的所有内容,版权均属本网站所有,任何媒体、网站、个人转载或引用本网站内容,不得对内容原意进行曲解、修改。转载或引用必须注明来源为:“中国自然资源报”。转载本报稿件需经本报授权。违反上述声明者,本报将追究其相关法律责任。

关键词: 地调
主管:中华人民共和国自然资源部 主办:中国自然资源报社
ICP备:京ICP备11028287号-4  备案查询   地址:北京市西城区复兴门外大街1号  邮编:100860    报刊征订:010-68047627/7643    邮箱:zrzybtg@126.com