鎂鹽提取分離稀土技術提名國家技術發明獎二等獎

2019年度國家科學技術獎初評工作已經結束。7月12日,科技部與國家科學技術獎勵工作辦公室公佈初評通過的53項國家自然科學獎項目、56項國家技術發明獎通用項目、152項國家科學技術進步獎。另外有初評通過的20項國家技術發明獎專用項目和43項國家科學技術進步獎專用專案在委託管理單位、提名單位及專案完成單位等進行內部公佈。

其中,由中國有色金屬工業協會提名,有研科技集團黃小衛、馮宗玉、王猛,中鋁廣西有色稀土彭新林、胡谷華,以及鄭州天一萃取科技王利軍等共同完成的“基於鎂鹽迴圈利用-綠色高效提取分離稀土的關鍵技術”專案初評建議為2019年度國家技術發明獎二等獎。

稀土圖片

稀土是 21 世紀戰略元素,是支撐《中國製造 2025》、戰略性新興產業發展不可或缺的核心基礎材料。我國是稀土資源大國,其中包頭礦生產的稀土產品占世界 60%以上,離子型稀土礦的中重稀土儲量占世界 80%以上,對世界科技與產業發展具有舉足輕重的影響。由於我國稀土礦物複雜、提取分離難,生產過程存在資源利用率低和環境污染嚴重兩大瓶頸問題,長期備受關注。

基於此,“基於鎂鹽迴圈利用-綠色高效提取分離稀土的關鍵技術”專案通過對稀土綠色冶金分離化學基礎理論研究,從源頭消減、高效清潔、物料迴圈三個維度出發,提出了鹼土金屬替代鹼金屬和氨、萃取法替代沉澱法、化工材料迴圈利用替代末端治理等創新思路,從源頭解決制約稀土行業發展的資源與環境重大難題。主要發明內容如下:

1.發明並研發成功離子型稀土原礦綠色高效浸萃一體化新技術和裝備。

發明了生態環境友好型鎂鹽複合體系浸取離子礦新技術。根據礦區土壤成分調節浸取劑組成,使土壤中交換態鈣/鎂比例保持 1-20,滿足土壤養分比值要求,從源頭解決氨氮污染難題,在保證稀土高效浸出的同時減少了雜質鋁的浸出。發明了 P507/P204 非平衡離心萃取富集稀土新工藝,解決了有機相乳化、損失大的工藝難題以及大流比、高通量的設備難題,首次實現低濃度稀土浸出液直接萃取富集的工業應用,獲得了高效富集、不產生氨氮廢水和含放射性廢渣的多重效果。

2.發明並研發成功碳酸氫鎂皂化萃取分離稀土原創技術及裝備。

以自然界廣泛存在的廉價鈣鎂礦物,以及生產中回收的氯化鎂或硫酸鎂廢水和 CO2氣體為原料,連續碳化製備出純淨的碳酸氫鎂溶液,替代液氨、液堿、輕燒氧化鎂、碳酸氫銨或碳酸鈉等用於中和除雜、皂化萃取分離製備出高純稀土化合物,解決了稀土冶煉分離過程的氨氮或高鹽廢水污染問題,獲得了具有原始智慧財產權的低碳低鹽無氨氮分離提純稀土綠色新工藝。

稀土氧化物圖片

新工藝及裝備建立了完整的專利群,申請發明專利 59 項,獲得授權 25 項(國外授權 10 項)。核心發明專利在美國、澳大利亞等均一審授權,屬於原創性技術,2016 年獲得第十八屆中國專利優秀獎。目前,該成果已與中國北方稀土集團、中國稀有稀土集團、廈門鎢業等六大稀土集團所屬 10餘家企業簽訂了技術轉讓協定,並在 4 家企業實現規模應用,整套工藝從源頭解決了長期困擾稀土行業的氨氮廢水及含放射性廢渣污染難題,鎂鹽廢水及 CO2溫室氣體循環利用率大於 90%,離子礦稀土回收率提高 8%以上,經濟、社會、環保效益十分顯著。

該成果被工信部國家稀土辦評為稀土行業“十二五”十大突破技術,入選 2016 年度中國稀土十大科技新聞,並先後入選國家發改委、工信部、科技部、環保部的低碳技術目錄、清潔生產技術推廣方案等。成果評價專家認為“離子型稀土礦生產工藝的一次重大變革”,“整體領先於世界稀土金屬選冶、分離技術水準”,獲得中國有色金屬工業科學技術獎一等獎 2 項、中國稀土科學技術獎一等獎 1 項。該成果的大規模應用,將引領稀土行業的綠色革命,進一步提高我國稀土行業的國際地位和核心競爭力。

 

 

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