一、稀土礦為什么難選
稀土礦難選主要是因為稀土(tu)(tu)礦本身礦物性(xing)質復雜、工(gong)藝技術要求高、人才稀缺、稀土(tu)(tu)礦污染問(wen)題。
1、礦物性質復雜
稀土(tu)礦(kuang)組成(cheng)(cheng)非常復雜,且礦(kuang)物成(cheng)(cheng)分多樣(yang),其有用(yong)礦(kuang)物與脈石礦(kuang)物也較(jiao)多,在選別過程中需要(yao)通過多重聯合(he)工藝(yi)完成(cheng)(cheng),且對(dui)選礦(kuang)技術的(de)要(yao)求非常高。
例如:
稀土(tu)礦(kuang)(kuang)中獨(du)居石(shi)砂(sha)礦(kuang)(kuang),不僅礦(kuang)(kuang)物組(zu)成復雜,其獨(du)居石(shi)的含量(liang)(liang)僅占1-5%,最高含量(liang)(liang)有可能(neng)達到10%以上,但(dan)最低含量(liang)(liang)可能(neng)僅占0.5%左右,與(yu)它伴生(sheng)的重礦(kuang)(kuang)物如磷釔礦(kuang)(kuang)、鋯螢(ying)石(shi)、金紅石(shi)、鈦鐵礦(kuang)(kuang)等(deng),脈石(shi)礦(kuang)(kuang)多(duo)(duo)為石(shi)英、長石(shi)、綠泥石(shi)、電氯石(shi)、石(shi)榴石(shi)等(deng),對(dui)于該種(zhong)獨(du)居石(shi)礦(kuang)(kuang)砂(sha),需要通(tong)過重選、磁選、電選等(deng)多(duo)(duo)種(zhong)工藝聯合進行選別。
再如:
白云鄂博(bo)礦(kuang)(kuang)屬于由71個元(yuan)素組成(cheng)的119種礦(kuang)(kuang)物(wu)復雜型稀(xi)土(tu)礦(kuang)(kuang),其中Fe、RE、Nb、CaF2、P、Mn、Ti、K等礦(kuang)(kuang)物(wu)均有回收利用的價值(zhi),此外還發現11(或以上)種稀(xi)土(tu)礦(kuang)(kuang)物(wu),主(zhu)要(yao)以氟(fu)碳鈰礦(kuang)(kuang)和獨(du)居石為主(zhu),其嵌布粒(li)度細小,與其他(ta)有用礦(kuang)(kuang)物(wu)及脈石礦(kuang)(kuang)物(wu)之間(jian)的選礦(kuang)(kuang)性質差異非(fei)常小,要(yao)從如此復雜的礦(kuang)(kuang)種中分(fen)選出稀(xi)土(tu)礦(kuang)(kuang)是相當困難(nan)的。
2、工藝技術要求高
將稀土(tu)(tu)礦精礦分解,獲(huo)得混(hun)合稀土(tu)(tu)化合物后,為(wei)獲(huo)得單一(yi)純稀土(tu)(tu)元素,需針對每(mei)種(zhong)元素進行(xing)提純工(gong)藝(yi),這種(zhong)工(gong)藝(yi)要(yao)求非常復(fu)雜、困難,因此(ci)對于工(gong)藝(yi)、技術的要(yao)求非常高(gao)。其主要(yao)原(yuan)因如下:
(1)稀土(tu)元素之間(jian)的物理、化學性質都極其相似
稀(xi)(xi)土元素之(zhi)間的(de)物理(li)、化學性質都極其(qi)相似,大部分(fen)稀(xi)(xi)土離(li)子半徑居于相鄰兩(liang)元素之(zhi)間,在水(shui)溶液中都是(shi)穩定的(de)三價態,又受水(shui)物質的(de)保(bao)護,使稀(xi)(xi)土離(li)子與水(shui)的(de)親和力很大,因此(ci)分(fen)離(li)提純的(de)工藝技術要求(qiu)非(fei)常高。
(2)稀土礦中(zhong)伴生的(de)雜(za)質多
稀土精礦分(fen)解(jie)后,得(de)到的(de)混合稀土化合物中伴(ban)生的(de)雜質(zhi)較多(duo),如鈾、釷、鈮、鉭、鈦、鋯(gao)、鐵、鈣、硅、氟、磷等(deng),因此分(fen)選工(gong)藝(yi)技術非常(chang)復(fu)雜。
因此在分選(xuan)稀(xi)(xi)土(tu)元素(su)的(de)工藝技術中,不僅需要(yao)考慮(lv)其十幾個物理、化學性質(zhi)(zhi)極其相似的(de)稀(xi)(xi)土(tu)元素(su)之(zhi)(zhi)間(jian)的(de)分離(li),還(huan)要(yao)考慮(lv)稀(xi)(xi)土(tu)元素(su)與伴生雜質(zhi)(zhi)之(zhi)(zhi)間(jian)的(de)分選(xuan)。
3、人才稀缺
說到(dao)人(ren)才,美國(guo)(guo)(guo)是稀土(tu)(tu)開發最早的(de)(de)人(ren)才聚(ju)集地,也是全(quan)球最大(da)的(de)(de)稀土(tu)(tu)供(gong)應源(yuan)。到(dao)90年代(dai),美國(guo)(guo)(guo)開始封存自(zi)己的(de)(de)稀土(tu)(tu)礦,限制進而停止稀土(tu)(tu)開發,轉(zhuan)而從我國(guo)(guo)(guo)進口(kou)稀土(tu)(tu)作為戰(zhan)略(lve)儲(chu)備。再到(dao)后來,其他(ta)擁有(you)大(da)量(liang)稀土(tu)(tu)礦的(de)(de)西方(fang)國(guo)(guo)(guo)家(jia)也開始紛紛停止稀土(tu)(tu)礦開發,轉(zhuan)而從中國(guo)(guo)(guo)進口(kou)稀土(tu)(tu)資源(yuan)。
這個時期,白(bai)云(yun)鄂博稀土礦正(zheng)處于瘋(feng)狂(kuang)開發(fa)階段,也正(zheng)因如此,中國漸漸建(jian)立起了其龐大的稀土技術產業鏈。
據國外(wai)稀土開(kai)(kai)發公司Lynas的執行(xing)(xing)官在(zai)接受《紐約時報》采訪(fang)時所說,“我認為稀土行(xing)(xing)業中,有大約100名博(bo)士在(zai)中國境(jing)內(nei)從事(shi)應(ying)用(yong)并從事(shi)技(ji)術(shu)開(kai)(kai)發”。當(dang)問到中國以外(wai)有多少博(bo)士時,這位執行(xing)(xing)官用(yong)手(shou)指擺(bai)出了一個(ge)“0”的手(shou)勢。
由此可見,在龐大的(de)稀(xi)土產業鏈背后,全(quan)球人(ren)才(cai)稀(xi)缺是不爭(zheng)的(de)事實。
4、稀土礦污染問題
稀土(tu)開發利用技術(shu)不僅會對周邊的水環境和生(sheng)態環境造(zao)成(cheng)污染,也會影響下游稀土(tu)礦元素,再(zai)開采,便(bian)難(nan)上(shang)加(jia)難(nan)。
某些(xie)稀土礦(kuang)會采(cai)用“原地(di)浸取(qu)”的(de)開采(cai)工藝,即(ji)在(zai)地(di)表直接挖(wa)掘(jue)注液(ye)(ye)孔(kong),將電解質溶液(ye)(ye)經(jing)注液(ye)(ye)孔(kong)注入(ru)到礦(kuang)體中,吸(xi)附在(zai)礦(kuang)體黏土礦(kuang)表面的(de)稀土離子(zi)與電解質溶液(ye)(ye)中的(de)陽(yang)離子(zi)發生交換(huan)解析,形成(cheng)稀土母液(ye)(ye),回(hui)收母液(ye)(ye)后再從中提取(qu)稀土。
該工藝中形成的(de)(de)(de)(de)母液會(hui)發生(sheng)滲漏,通過巖土層的(de)(de)(de)(de)垂直入滲,隨著風(feng)化帶內(nei)所(suo)含(han)(han)水(shui)、大(da)氣(qi)降雨下(xia)(xia)滲的(de)(de)(de)(de)地(di)表水(shui)在風(feng)化帶的(de)(de)(de)(de)運移,會(hui)將含(han)(han)礦風(feng)化帶中殘留的(de)(de)(de)(de)稀(xi)土帶入到下(xia)(xia)游的(de)(de)(de)(de)地(di)表水(shui)或下(xia)(xia)方地(di)勢較低的(de)(de)(de)(de)上體含(han)(han)水(shui)層中,導(dao)致地(di)表水(shui)和地(di)下(xia)(xia)水(shui)中稀(xi)土和金屬離子的(de)(de)(de)(de)含(han)(han)量增(zeng)多,使其pH值(zhi)發生(sheng)變化,為(wei)此(ci),不僅會(hui)污(wu)染水(shui)質(zhi),對于下(xia)(xia)游稀(xi)土礦的(de)(de)(de)(de)采選更增(zeng)加了(le)難度。
針(zhen)對以上四大(da)難題,我國一直在不斷研發新技術(shu),培養(yang)新進人才,在稀(xi)(xi)土(tu)污染方(fang)面更是推出了相應的政策,除加大(da)環保治(zhi)理(li)外,還(huan)建立(li)了稀(xi)(xi)土(tu)開(kai)采(cai)生產的準入條件,對于離子(zi)型稀(xi)(xi)土(tu)禁止采(cai)用池浸、堆浸等落后(hou)的工藝,并針(zhen)對環保不達(da)標企業(ye)實施停業(ye)管理(li)。
二、稀土礦選礦方法有哪些
稀(xi)土礦(kuang)(kuang)(kuang)礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)組成復(fu)雜,含有的(de)(de)(de)用礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)和脈石礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)非常多,因此稀(xi)土礦(kuang)(kuang)(kuang)很(hen)難選(xuan)別,可根據其(qi)礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)與(yu)伴(ban)生脈石及其(qi)他(ta)礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)物(wu)理、化學性質的(de)(de)(de)不同,選(xuan)擇適合的(de)(de)(de)選(xuan)礦(kuang)(kuang)(kuang)工藝。
1、重選法
稀土(tu)礦重(zhong)選(xuan)是(shi)利用稀土(tu)礦物與脈石礦物的(de)(de)密度不同來(lai)進行分(fen)選(xuan)的(de)(de),主要針對稀土(tu)礦物與密度低的(de)(de)石英、方(fang)解(jie)石等脈石礦物的(de)(de)分(fen)離,可有效實現預先富(fu)集或(huo)得到稀土(tu)精礦。例如海濱砂礦多采(cai)用重(zhong)選(xuan)法,或(huo)稀土(tu)脈礦的(de)(de)選(xuan)礦也多用重(zhong)選(xuan)來(lai)作為預先富(fu)集。
2、浮選法
稀(xi)(xi)土礦(kuang)(kuang)(kuang)浮(fu)選(xuan)(xuan)是目(mu)前稀(xi)(xi)土礦(kuang)(kuang)(kuang)選(xuan)(xuan)別的(de)主要方(fang)法之一,它(ta)利用稀(xi)(xi)土礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)與伴(ban)生礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)表面的(de)物(wu)理化學性(xing)質(zhi)的(de)差(cha)別,使其與伴(ban)生脈石及其他礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)的(de)分離,獲(huo)得有效的(de)稀(xi)(xi)土精礦(kuang)(kuang)(kuang)。例如包(bao)頭白云鄂博礦(kuang)(kuang)(kuang)石中,因氟碳缽礦(kuang)(kuang)(kuang)和獨居石的(de)密度和磁性(xing)基本相同,便采用的(de)是浮(fu)選(xuan)(xuan)工藝,或(huo)是海濱砂礦(kuang)(kuang)(kuang)中采用重(zhong)選(xuan)(xuan)后,也常會采用浮(fu)選(xuan)(xuan)法從重(zhong)砂中獲(huo)得稀(xi)(xi)土精礦(kuang)(kuang)(kuang)。
3、磁選法
稀(xi)(xi)土(tu)礦(kuang)(kuang)(kuang)磁(ci)選(xuan)(xuan)(xuan)是針對(dui)有(you)(you)些(xie)稀(xi)(xi)土(tu)礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)具有(you)(you)弱磁(ci)性或稀(xi)(xi)土(tu)礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)伴有(you)(you)磁(ci)鐵礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu),利(li)用稀(xi)(xi)土(tu)礦(kuang)(kuang)(kuang)與伴生(sheng)脈石(shi)(shi)及其他礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)的比磁(ci)化(hua)系(xi)數的不同,使(shi)用不同磁(ci)場(chang)強(qiang)(qiang)度的磁(ci)選(xuan)(xuan)(xuan)機進行分選(xuan)(xuan)(xuan)。例如海濱砂礦(kuang)(kuang)(kuang)中會采用弱磁(ci)選(xuan)(xuan)(xuan)將其鈦鐵礦(kuang)(kuang)(kuang)與獨居石(shi)(shi)分離,或采用強(qiang)(qiang)磁(ci)選(xuan)(xuan)(xuan)使(shi)獨居石(shi)(shi)與鋯英(ying)石(shi)(shi)、石(shi)(shi)英(ying)等礦(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)(wu)(wu)的分選(xuan)(xuan)(xuan)。在浮(fu)(fu)選(xuan)(xuan)(xuan)稀(xi)(xi)土(tu)礦(kuang)(kuang)(kuang)中,有(you)(you)時(shi)為(wei)了簡化(hua)浮(fu)(fu)選(xuan)(xuan)(xuan)流程(cheng)、節省浮(fu)(fu)選(xuan)(xuan)(xuan)藥劑,也會采用強(qiang)(qiang)磁(ci)選(xuan)(xuan)(xuan)工藝使(shi)其稀(xi)(xi)土(tu)礦(kuang)(kuang)(kuang)先(xian)預先(xian)富集。
4、輻射選礦法
稀(xi)土(tu)礦輻(fu)(fu)射(she)選(xuan)礦是利用礦石(shi)中稀(xi)土(tu)礦與脈(mo)石(shi)物種的釷含(han)量不(bu)同,采用y輻(fu)(fu)射(she)選(xuan)機對(dui)稀(xi)土(tu)礦與脈(mo)石(shi)礦物進行分(fen)選(xuan)。一(yi)般輻(fu)(fu)射(she)選(xuan)礦法(fa)多用于稀(xi)土(tu)礦的預選(xuan)作(zuo)業,目前,應用的比較(jiao)少。
5、電選法
稀土礦電選法,主(zhu)要是(shi)因稀土礦屬于(yu)非良導(dao)體(ti),因此,可以利用其導(dao)電性(xing)能與(yu)伴生礦物的(de)不同(tong),使(shi)其與(yu)導(dao)電性(xing)好的(de)礦物進行(xing)分離。一般電選多(duo)用于(yu)海濱砂礦重選后(hou)的(de)重砂精(jing)選作業(ye)。
6、化學選礦法
稀(xi)土(tu)礦(kuang)(kuang)(kuang)化學(xue)選礦(kuang)(kuang)(kuang)法(fa)多用(yong)(yong)于以(yi)離子形態附著在高(gao)嶺土(tu)或黏(nian)土(tu)中(zhong)的稀(xi)土(tu)礦(kuang)(kuang)(kuang)床,利用(yong)(yong)其稀(xi)土(tu)離子易(yi)溶于氯化鈉或硫酸(suan)銨溶液中(zhong)的特點,采用(yong)(yong)先浸出再沉淀的化學(xue)選礦(kuang)(kuang)(kuang)法(fa)。或者對于易(yi)溶酸(suan)或在高(gao)溫下易(yi)發生相變的氟碳酸(suan)鹽(yan)稀(xi)土(tu)礦(kuang)(kuang)(kuang),可先進行(xing)浮選法(fa),進行(xing)富集,再采用(yong)(yong)化學(xue)選礦(kuang)(kuang)(kuang)法(fa)提純。
以上6種方法便是稀土礦可用(yong)(yong)的選礦方法,由于稀土(tu)礦難選、需(xu)求(qiu)量大且(qie)不可再生,因此對(dui)選礦工(gong)藝要(yao)求(qiu)非(fei)常高,至(zhi)于該體(ti)選用(yong)(yong)哪種(zhong)工(gong)藝,需(xu)要(yao)通過對(dui)礦石(shi)性質進行分析,然后根(gen)據(ju)實際情況定制相應(ying)的選礦工(gong)藝,不是隨(sui)便套(tao)用(yong)(yong)就(jiu)能使用(yong)(yong)的。