離子型稀土礦中稀土以“離子”形態賦存于花崗巖風化殼中,經硫酸銨或硫酸鎂原地浸礦技術得到稀土浸出液,但所得浸出液中稀土濃度低、化學成分復雜、雜質離子含量多。
目前用于富集浸出母液中的稀土工藝方法主要有碳銨沉淀法、草酸沉淀法、碳酸氫鎂沉淀法和溶劑萃取法。
碳銨沉淀法選擇性差,易與其他雜質離子形成共沉淀,給后續的稀土料液凈化、萃取分離工序增加困難;同時碳銨沉淀法所產生的沉淀母液含大量的氨氮廢水,污染環境。
草酸沉淀法稀土回收率低,條件苛刻,同時草酸耗量大、價格昂貴,是毒性物質。
應用溶劑萃取法富集稀土浸出母液時,由于離子型稀土資源分散、品位低、提取分離難度大,傳統離子型稀土礦的浸取富集、分離提純工藝存在回收率低、消耗高、產生大量氨氮或高鹽廢水及含放射性物質廢渣嚴重污染環境等問題,制約著稀土行業的健康、循環發展。
針對溶劑萃取法富集稀土浸出母液難題,北京有色金屬研究總院、有研稀土新材料股份有限公司黃小衛教授帶領團隊系統開展了稀土綠色分離化學基礎理論研究,提出了用鈣鎂堿土金屬代替堿金屬或銨、非平衡離心萃取法代替沉淀法富集回收與分離提純稀土等多種新思路,發明了離子型稀土礦高效綠色提取分離新技術,從源頭消減氨氮、放射性核素污染,水及物料高效循環利用,是一種全新的清潔生產工藝技術。
利用離子型稀土礦高效綠色提取分離新技術在工業化應用時存在一個問題,那就是常規萃取設備體積龐大、生產效率低,無法實現大流比、高通量運行。鄭州天一萃取推出的具有自主知識產品——新型離心萃取機,完美實現了大流比工業稀土礦萃取,萃取率>98.5%。該系列離心萃取機于2016年,在中鋁廣西崇左稀土濃縮生產線中就已經成功應用,不僅解決了離子型稀土礦浸取富集、分離提純過程中存在的資源回收利用率低、三廢污染嚴重等技術難題,而且大大減少了設備的運行成本和人力輸出成本。