离子型稀土矿中稀土以“离子”形态赋存于花岗岩风化壳中,经硫酸铵或硫酸镁原地浸矿技术得到稀土浸出液,但所得浸出液中稀土浓度低、化学成分复杂、杂质离子含量多。
目前用于富集浸出母液中的稀土工艺方法主要有碳铵沉淀法、草酸沉淀法、碳酸氢镁沉淀法和溶剂萃取法。
碳铵沉淀法选择性差,易与其他杂质离子形成共沉淀,给后续的稀土料液净化、萃取分离工序增加困难;同时碳铵沉淀法所产生的沉淀母液含大量的氨氮废水,污染环境。
草酸沉淀法稀土回收率低,条件苛刻,同时草酸耗量大、价格昂贵,是毒性物质。
应用溶剂萃取法富集稀土浸出母液时,由于离子型稀土资源分散、品位低、提取分离难度大,传统离子型稀土矿的浸取富集、分离提纯工艺存在回收率低、消耗高、产生大量氨氮或高盐废水及含放射性物质废渣严重污染环境等问题,制约着稀土行业的健康、循环发展。
针对溶剂萃取法富集稀土浸出母液难题,北京有色金属研究总院、有研稀土新材料股份有限公司黄小卫教授带领团队系统开展了稀土绿色分离化学基础理论研究,提出了用钙镁碱土金属代替碱金属或铵、非平衡离心萃取法代替沉淀法富集回收与分离提纯稀土等多种新思路,发明了离子型稀土矿高效绿色提取分离新技术,从源头消减氨氮、放射性核素污染,水及物料高效循环利用,是一种全新的清洁生产工艺技术。
利用离子型稀土矿高效绿色提取分离新技术在工业化应用时存在一个问题,那就是常规萃取设备体积庞大、生产效率低,无法实现大流比、高通量运行。郑州天一萃取推出的具有自主知识产品——新型离心萃取机,完美实现了大流比工业稀土矿萃取,萃取率>98.5%。该系列离心萃取机于2016年,在中铝广西崇左稀土浓缩生产线中就已经成功应用,不仅解决了离子型稀土矿浸取富集、分离提纯过程中存在的资源回收利用率低、三废污染严重等技术难题,而且大大减少了设备的运行成本和人力输出成本。