镁盐协同焙烧混合稀土精矿：稀土高效浸出与氟固定的一箭双雕新策略

针对白云鄂博混合稀土精矿(MREC)传统处理工艺存在的环境污染问题，研究人员创新性提出镁盐协同焙烧技术。通过MgCl2·6H2O热分解产物与矿物反应，使稀土氧化物(REO)浸出率提升至87.66%，磷浸出率达93.91%，同时将氟浸出率控制在37.65%。该方法实现了稀土高效回收与氟元素固定双重目标，为绿色冶金提供新思路。

　　

稀土元素(REEs)被誉为现代工业的"维生素"和"新材料之母"，在新能源、航空航天等高科技领域具有不可替代的作用。全球约88%的稀土资源集中在中国、越南、巴西和俄罗斯，其中中国白云鄂博矿床作为世界最大稀土矿，其混合稀土精矿(MREC)中90%以上的稀土赋存于氟碳铈矿(bastnaesite)和独居石(monazite)中。然而，传统硫酸化焙烧和氢氧化钠分解法存在放射性污染、含氟/硫废气废水排放等问题，严重制约行业可持续发展。

针对这一重大需求，中国研究人员在《Process Safety and Environmental Protection》发表创新研究成果。研究团队采用MgCl₂·6H₂O作为添加剂，通过热重-差示扫描量热法(TG-DSC)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜-能谱(SEM-EDS)等技术，系统研究了700℃焙烧条件下镁盐与MREC的协同作用机制。研究发现，MgCl₂·6H₂O热解生成的Mg(OH)Cl能有效促进独居石分解为易浸出的稀土氯氧化物(REOCl)和磷酸镁，同时与氟碳铈矿反应生成MgF₂实现氟固定。

关键实验技术包括：1) 不同温度梯度下的空白焙烧对照实验；2) 镁盐添加比例优化实验；3) 焙烧产物的比表面积测定(BET)；4) 反应产物的物相与形貌表征技术。

【空白焙烧增强MREC分解与浸出】

空白焙烧实验显示，温度升高促进氟碳铈矿分解为稀土氧化物(RE₂O₃)和氧氟化物(REOF)，但独居石保持稳定。600-750℃时氟浸出率显著提升，证实温度对矿物分解的选择性影响。

【镁盐协同焙烧增强MREC分解与浸出】

添加镁盐后，REO和P浸出率分别提升48和74个百分点。机理研究表明，Mg(OH)Cl通过三步反应路径：首先分解为活性MgO和HCl气体，继而与独居石反应生成REOCl和Mg₃(PO₄)₂，同时与氟碳铈矿产物形成MgF₂。

【反应机理】

热力学计算证实，Mg(OH)Cl与独居石的反应吉布斯自由能(ΔG)在700℃时为-85.43 kJ/mol，属自发过程。SEM显示焙烧产物呈现针状/晶须状疏松结构，比表面积增加5倍，为浸出提供更多活性位点。

【结论】

该研究开创性地将镁盐协同焙烧技术应用于原生稀土矿处理，在最优条件下(700℃、盐矿比1.5:1、60分钟)实现REO 87.66%的高效浸出，同时将氟固定在残渣中形成致密MgF₂层。相比传统工艺，该方法避免了含氟废水排放，试剂成本降低60%，为稀土绿色冶金提供了"一石二鸟"的解决方案，对保障战略资源可持续开发具有重要实践意义。