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镁盐提取分离稀土技术 打破稀土行业重大瓶颈

2020-09-15

研究结果表明,稀土元素可以提高植物的叶绿素含量,增强光合作用,促进根系发育,增加根系对养分吸收。稀土还能促进种子萌发,提高种子发芽率,促进幼苗生长。除了以上主要作用外,还具有使某些作物增强抗病、抗寒、抗旱的能力。

大量的研究还表明,使用适当浓度稀土元素能促进植物对养分的吸收、转化和利用。玉米用稀土拌种,出苗、拔节比对照早12天,株高增加0.2米,早熟35天,而且籽粒饱满,增产14%。大豆用稀土拌种,出苗提早1天,单株结荚数增加14.826.6个,3粒荚数增多,增产14.5%20.0%。喷施稀土可使苹果和柑橘果实的Vc含量、总糖含量、糖酸比均有所我国是稀土资源大国,其中包头矿生产的稀土产品占世界60%以上,离子型稀土矿的中重稀土储量占世界80%以上,对世界科技与产业发展具有举足轻重的影响。但目前我国离子型稀土矿、包头混合型稀土矿等资源提取分离过程存在资源利用率低、化工材料消耗高、氨氮或高盐废水和含放射性废渣污染等关乎行业发展的重大瓶颈问题。

基于此,在国家“863”计划重大项目等支持下,“基于镁盐循环利用-绿色高效提取分离稀土的关键技术”项目通过对稀土绿色冶金分离化学基础理论研究,从源头消减、高效清洁、物料循环三个维度出发,提出了碱土金属替代碱金属和氨、萃取法替代沉淀法、化工材料循环利用替代末端治理等创新思路,从源头解决制约稀土行业发展的资源与环境重大难题。

主要发明内容如下:

1.针对稀土开采存在的瓶颈问题,发明并研发成功离子型稀土原矿绿色高效浸萃一体化新技术和装备。

发明了生态环境友好型镁盐复合体系浸取离子矿新技术。根据矿区土壤成分调节浸取剂组成,使土壤中交换态钙/镁比例保持1-20,满足土壤养分比值要求,从源头解决氨氮污染难题,在保证稀土高效浸出的同时减少了杂质铝的浸出。发明了P507/P204非平衡离心萃取富集稀土新工艺,解决了有机相乳化、损失大的工艺难题以及大流比、高通量的设备难题,首次实现低浓度稀土浸出液直接萃取富集的工业应用,获得了高效富集、不产生氨氮废水和含放射性废渣的多重效果。

2.针对稀土分离存在的瓶颈问题,发明并研发成功碳酸氢镁皂化萃取分离稀土原创技术及装备。

以自然界广泛存在的廉价钙镁矿物,以及生产中回收的氯化镁或硫酸镁废水和CO2气体为原料,连续碳化制备出纯净的碳酸氢镁溶液,替代液氨、液碱、轻烧氧化镁、碳酸氢铵或碳酸钠等用于中和除杂、皂化萃取分离制备出高纯稀土化合物,解决了稀土冶炼分离过程的氨氮或高盐废水污染问题,获得了具有原始知识产权的低碳低盐无氨氮分离提纯稀土绿色新工艺。

新工艺及装备建立了完整的专利群,申请发明专利59项,获得授权25项(国外授权10项)。核心发明专利在美国、澳大利亚等均一审授权,属于原创性技术,2016年获得第十八届中国专利优秀奖。

该成果自2012年规模应用以来,已经先后与中国北方稀土集团、中国稀有稀土集团、厦门钨业、广东省稀土产业集团等六大稀土集团所属的10余家大中型稀土企业签订了技术转让协议,核心技术涵盖了离子型稀土矿山开采提取、稀土冶炼分离两大领域。

整套工艺从源头解决了长期困扰稀土行业的氨氮废水及含放射性废渣污染难题,镁盐废水及CO2温室气体循环利用率大于90%,离子矿稀土回收率提高8%以上,经济、社会、环保效益十分显著。提高,促进果实着色和早熟。并可抑制贮藏过程中呼吸强度,降低腐烂率。(清蓝矿业圈)