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综述:全球主要稀土矿石冶炼工艺研究进展:从传统方法到新技术
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月29日 来源:Journal of Psychiatric Research 3.7
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(编辑推荐)本综述系统梳理了全球四大稀土资源(氟碳铈矿、独居石、混合型稀土矿、离子吸附型稀土矿)的冶炼工艺迭代路径,重点阐述了从高污染酸碱浸出工艺向绿色低碳冶金体系的跨越式发展。文章揭示了清洁生产、资源分级利用和近零排放技术的突破性进展,为稀土元素(REEs)的高效绿色提取提供了范式转换思路,对保障战略资源安全具有重要指导意义。
作为现代工业体系的关键战略资源和数字时代基础材料,稀土元素(REEs)通过高效绿色冶金技术的突破支撑着国家的科技竞争力与产业安全格局。本文聚焦氟碳铈矿、独居石、混合型稀土矿和离子吸附型稀土矿(IARE)四大全球稀土资源,系统分析了这四类矿产资源冶金工艺的迭代轨迹与范式转变。
稀土家族包含17种元素,包括15种镧系元素(La-Lu)以及Sc和Y。尽管地壳中稀土总丰度(183 ppm)远高于金银等贵金属,但其经济可采矿床相对稀缺。中国以4400万吨储量支撑全球69%的开采量,尤其在离子吸附型重稀土供应方面占据95%以上市场份额。
氟碳铈矿(REFCO3)主要分布于中国白云鄂博矿和美国芒廷帕斯矿。传统氧化焙烧-酸浸工艺因氟污染和铈浸出困难等问题,正被非氧化焙烧和固氟焙烧技术取代。四川牦牛坪和山东微山矿床的氟碳铈矿冶炼中,优化焙烧辅助剂对提升传质效率具有显著意义。
独居石(REPO4)含70%稀土氧化物(REO)及4%-12%放射性钍元素。澳大利亚、巴西等国的海滨砂矿通过碱分解-盐酸优先溶解法实现稀土与放射性元素分离,而硫酸强化焙烧技术可将稀土回收率提升至92%以上。
白云鄂博矿作为全球最大稀土-铌-铁矿床,其9:1至9:4的氟碳铈矿-独居石混合体系催生了"选冶联合-梯度分离"技术。新型氯化法冶炼通过RECl3熔盐电解实现稀土-铁-铌协同提取,能耗降低38%。
离子吸附型稀土(IARE)以0.05%-0.3%的极低品位和80%以上离子可交换态为特征。中国研发的镁盐复合浸取技术使铵污染降低90%,而原位电驱提技术(EDR)通过电场驱动稀土离子定向迁移,回收率突破85%。
• 氟碳铈矿冶炼需开发新型焙烧辅助剂
• 独居石处理应强化放射性元素固化
• 混合矿开发要注重铁-稀土-铌协同提取
• IARE提取需推进无铵浸取剂研发
这些技术进步共同推动稀土冶金向"低耗、清洁、精准"的可持续发展模式转型。
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