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我国稀土采选分离技术全球领先

文章作者:来源:www.kuisparlay.com时间:2019-11-02



在神话中,土壤是可以自行生长的土壤。如今,已经引入了一种类似于“土壤”功能的新型萃取沉淀剂。它的“神奇之处”在于它可以与稀土形成固体提取物,并且可以重复提取和再循环,从而大大改善了稀土的分离和富集。高效,有效避免了传统技术中大量的“三废”污染。

作为不可再生的稀缺战略资源,稀土被称为“超级工业味精”。当前的低成本稀土清洁生产技术已经成为世界性的问题,这是该行业的制高点。中国科学院厦门稀土材料研究所孙晓奇研究组的科学技术成果海西研究所发表在国际期刊《湿法冶金》上,使中国在稀土矿产和金属加工领域保持了领先地位。分离技术。

繁荣时期的“三废”

小到手机,相机,大型精密制导导弹,火箭卫星以及稀土的阴影。稀土分为轻稀土和重稀土。特别是,分布在中国南部的离子型矿石占世界重稀土资源的70%以上。它的资源稀缺,可替代性很小。它可以广泛用于航空航天,军事,国防和新材料合成等高科技领域。

但是,早期的中国虽然是稀土大国,但在相关研究和开发中却是“弱国”。在1960年代,稀土分离和纯化的核心技术已经掌握在世界上一些国家的手中。拥有大量稀土资源的中国不得不在国外以高价购买深加工稀土产品。

经过徐光宪等院士数十年的努力,中国的稀土分离化学与工程研究取得了长足的进步,引领着稀土的开采,冶炼,分离提纯,建立了完整的稀土资源利用产业。该连锁店已成为世界上最大的储备,最大的生产商和最大的出口商。但是,传统的稀土分离提纯技术也带来资源利用和环境治理成本高的问题。

根据计算,中国传统离子稀土矿石冶金技术的平均资源利用率小于25%,每吸附1吨离子吸附的稀土矿石就要消耗8-10吨盐酸, 6-8吨液体苛性碱或1-1.2吨。液态氨等。国家杰出青年基金会的教授,江学者的教育学教授李梅痛苦地说道:“几十年来,我们向世界提供了90%以上的稀土原料,和其他国家/地区使用了新材料。我造成了严重的环境污染。”

事实上,国内传统的工业稀土分离系统起源于国外,已经在工业中使用了数十年。企业很难通过调整工艺参数来优化缺陷。如何改变稀土提取的原料结构,使整个稀土提取过程不产生“三废”问题?多年来,国内稀土行业一直在思考和探索。

改变“逐步”的困境,从源头上开辟自主创新之路!孙小奇的团队专注于国家目标,在基础研究的基础上,开发新的提取系统,促进清洁高效的稀土分离技术的发展,增强资源的综合利用,并努力实现可持续发展。

找到“性别”并带头制定新的“分离”

在稀土湿法冶金工业中,基于萃取剂的分离过程的主要功能是提纯和富集金属,因此萃取剂是影响萃取过程成败的最关键因素。

在中国的稀土工业生产中,溶剂萃取和化学沉淀法是最广泛使用的两种分离技术,但现阶段仍存在许多不足。例如,溶剂萃取需要大量的挥发性有机溶剂,这是安全的。和环境问题;碳酸氢铵和草酸工业沉淀剂难以回收,所产生的废水会对环境造成不利影响。

“实现清洁高效的稀土分离技术的关键是设计,制备和筛选低成本,高性能的萃取沉淀剂。”孙晓琪说,这是一个相当复杂的过程,需要充分考虑成本,原料,稳定性,萃取率,选择性,平衡时间,萃取能力,汽提性能,溶解度,毒性和其他因素。

为此,孙小奇团队进行了大量的应用基础研究,运用了世界上最先进的技术,诸如溶液配位化学,萃取剂设计,萃取机理和参与开发的分离材料等基础科学问题。高效清洁稀土分离工艺。在从应用基础研究向稀土分离工艺产业化的过渡过程中,进行系统的研究,解决关键的科学问题。

在此基础上,孙晓琪设计并制备了一种新型的苯氧基羧酸萃取剂,可以定量萃取低浓度稀土,与稀土形成固体提取物,并且可以重复提取和循环利用。基于这种类型的萃取剂,结合溶剂萃取和化学沉淀的优势,开发了一种新的萃取-沉淀工艺。

该团队与赣州稀土集团,厦门钨业有限公司和北方稀土集团合作进行的工业测试表明,这种新的分离技术的特点是萃取过程不使用有机溶剂。传统的分离技术。该萃取沉淀剂可以反萃取回收利用,具有不产生工业废水,成本低等优点,安全性好,萃取沉淀速率快,所得稀土沉淀富集罐的大小。增加几十倍甚至更多。大大提高了稀土的分离提纯效率,具有良好的工业应用前景。

可以根据提取剂“基因图”定制最佳分离工艺

福建,江西,广东,广西和湖南等南部省份均具有离子稀土矿物,但其组成差异很大。福建和江西的离子矿产具有代表性,稀土在矿山中的分布不同。因此,开发的工艺参数将大不相同。如何解决这个问题呢?

为此,中国科学院厦门稀土研究所和国家重点科研项目“上海光源”与同步辐射技术合作研究了新型萃取剂的作用机理,构效关系和物种分布。设计和制备稀土,力求对稀土分离过程中萃取剂的各种因素有较高的了解,形成不同类型离子矿稀土的萃取-沉淀“基因图”。

基于此,孙小奇团队与相关公司合作,研究了不同类型的离子型矿石分离工艺。对于具有工业应用前景的萃取剂和分离材料,根据分离工艺的需要,协调成本与性能之间的关系,以进一步筛选和优化结构。同时,该系统评估不同矿物,不同提取系统和不同分离设备对过程的影响,优化过程参数,并确定最佳过程路线。

目前,孙小奇团队已经建立了一个全新的清洁高效的稀土分离技术体系,包括新型的萃取分离材料,稀土矿浸提富集技术,重稀土分离工艺,离子液体皂化技术,放射性废渣等。处理技术等。其创新成果已在国际期刊上发表,如《美国化学工程师学会会志》 《美国化学会可持续化学与工程》 《绿色化学》,并被评选为英国化学工程师协会全球奖,中国化学工业协会侯德榜化学科学技术奖和杰出工程师中国稀土学会奖。

“从工程技术中发现了基本的科学问题,并将基础研究机构获得的结果应用于工业实践。”目前,研究所已建立了8个工业研发团队,其中包括稀土高效清洗分离团队和稀土回收技术研发团队。加快行业研发技术的推广,促进我国离子型稀土分离产业的发展。