我国稀土采选分离技术全球领先

科技创新让稀土大国摆脱研发弱国地位——  
我国稀土采选分离技术全球领先  
 

在神话中，息壤是可以自己生长不息的土壤。如今，一种类似“息壤”功能的新型萃取沉淀剂面世了，其“神奇”之处在于，可与稀土形成固体萃合物，并可以反复萃取和循环使用，大大提高了稀土分离富集效率，有效避免传统技术中大量“三废”污染。

作为不可再生的稀缺性战略资源，稀土被誉为“超级工业味精”，当前低成本稀土清洁生产技术成为世界性难题，是各国竞争拼抢的行业制高点。这项由中科院海西研究院厦门稀土材料研究所孙晓琦团队发明的科技成果，相关工作日前在国际期刊《湿法冶金》上发表，使我国在稀土采选分离技术上继续保持全球领先地位。

繁荣之中的“三废”隐忧

小到手机、照相机，大到精确制导导弹、火箭卫星，现实中处处都有稀土的影子。稀土分轻稀土和重稀土两类。特别是，分布我国南方的离子型矿，占据了全球70％以上的重稀土资源，其资源稀缺，可替代性小，可广泛应用于航天、军事、国防及新材料合成等高精尖领域。

然而，早前的中国，虽是稀土大国，却是相关研发的“弱国”。上世纪60年代，稀土分离提纯核心技术一直掌握在世界少数国家手中。拥有巨大稀土资源的中国，当时却不得不从国外高价购进深加工的稀土产品。

经过徐光宪院士等老一辈科学家几十年的艰苦努力，我国稀土分离化学与工程研究取得长足进步，在稀土采掘、冶炼、分离提纯方面占据领先地位，建立了完整的稀土资源利用产业链，成为全球储量最大、产量最大和出口量最大的国家。但传统的稀土分离提纯技术也带来资源利用率有待提高、环境治理成本较高等问题。

据测算，我国传统离子型稀土矿冶金技术平均资源利用率不到25％，每分离1吨离子吸附型稀土矿消耗8—10吨盐酸、6—8吨液碱或1—1.2吨液氨等。国家杰出青年基金获得者、教育部长江学者特聘教授李梅为此曾痛心地说：“几十年来，我们为全世界提供了90％以上的稀土原料，别的国家用上了新材料，我们自己却制造出了严重的环境污染。”

事实上，国内传统工业稀土分离体系源于国外，已工业运用几十年，企业很难通过调节流程参数对其存在缺陷加以优化。如何改变稀土提取的原料结构，让整个稀土提取工艺不产生“三废”问题？多年来，国内稀土行业一直在思考和探索着。

改变“亦步亦趋”的困境，从源头上开辟自主创新之路！孙晓琦团队着眼国家目标、立足基础研究，开拓新型萃取体系，推动清洁高性能稀土分离技术的研发，提升资源综合利用水平，努力实现可持续发展。

找到“息壤”，率先开发新型“分离术”

在稀土湿法冶金工业中，以萃取剂为基础分离流程的主要作用是使金属得到提纯与富集，因此萃取剂是影响萃取工艺成败的最关键因素。

在我国稀土工业生产领域，溶剂萃取法和化学沉淀法是应用最广泛的两种分离技术，但在现阶段仍然存在诸多不足，如溶剂萃取法需要大量使用挥发性有机溶剂，存在安全和环境问题；碳酸氢氨和草酸工业沉淀剂难以循环使用，所产生废水对环境造成不良影响。

“实现清洁高效稀土分离技术研发的关键，在于设计、制备和筛选低成本、高性能的萃取—沉淀剂。”孙晓琦说，这是一个相当复杂的过程，需要全面考虑成本、原料、稳定性、萃取率、选择性、平衡时间、萃取容量、反萃性能、溶解性、毒性等因素。