稀土尾矿综合利用现状与发展趋势.docx
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1、稀土享有“工业黄金点石成金”等美誉,是我国战略性矿产资源,其具有卓越的光电磁等特性,被广泛应用于军工制造、冶金工业、石油化工、玻璃陶瓷、农业生产、机械能源等领域,是现阶段无法替代的“工业维生素。我国的稀土储量高居全球第一,也是全球第一的稀土生产和出口大国。据中国稀土行业协会统计,2019年我国稀土储量约为4400万t,稀土和其制品出口量累计高达9.0431万t,我国承担了全世界90%的稀土供应量,而出口金额仅为1.570325亿元。因缺乏自主定价权以及高端应用(如稀土磁材)不足,导致我国庞大的稀土资源未能转变成战略性优势,稀土产业仍然处于相对被动的状态。由于无节制的开采和低价贱卖,我国的稀土储
2、量已经从占全世界总储量的71%下降至23%,而稀土尾矿的存放量已超过100亿t0环境损失与实际的收益严重偏离,例如:南方离子型稀土尾矿山的土壤和地下水中残留大量的NHi-N,白云鄂博稀土尾矿山的土壤中残留大量放射性金属等,都易造成严重的环境污染。现阶段由于技术限制稀土的综合回收利用率较低,大量有用组分遗留在尾矿中,例如:我国包头混合型稀土矿,经过露天开采,稀土随着铁矿采出,经弱磁浮选、强磁浮选等工艺技术,得到的是品位仅有50%左右的稀土精矿,稀土利用率仅为10%15%,大量未回收利用的有用组分随尾矿排入尾矿库;据专家统计,包钢稀土尾矿山面积已经超过20km?,存储量超过2亿t,其中含稀土资源以
3、及其他稀有金属逾1280万t,价值超5万亿元;我国南方离子型稀土矿,经过池浸、堆浸和原地浸矿3种不同的复杂技术处理,其资源利用率依然仅有30%40%,大量尾矿尚未被利用。据数据统计,我国每年因生产稀土而产生的固体废弃物接近IoOO万t,尤其是在赣南地区存在大量稀土尾矿堆,造成当地植被破坏、土壤侵蚀、耕地冲毁、生态恶化等一系列负面影响。然而,稀土尾矿中含有大量高岭土、石英砂和稀土氧化物可供回收利用。稀土资源回收利用过程中产生的废气、废水、废渣的污染问题日益严重,因此对稀土尾矿的综合治理刻不容缓。1稀土化学组成与物化性质广义而言,稀土是化学周期表中17种特殊元素的统称。由于InB族元素在元素周期表
4、中的特殊位置,其最外层电子结构与其他元素不同(见表Do从表1中可以看出,所有稀土元素都具有相似的外层电子结构,属于型,由于最外层电子的屏蔽效应,使其具有相似的化学性质。从1a到1u,最外层的电子数是不变的,但它的核电荷数却由57增长到了71o因此,稀土元素电子亲和力逐渐增大,导致整个电子壳收缩。同时,随着元素的离子半径逐渐减小,其碱度逐渐降低,对氢氧化物的解离度逐渐降低。稀土元素原子结构特殊,很容易与其他元素形成氧化物、卤化物、硫化物等,其化学性质主要与稀土元素显示的化合价有关。稀土元素具有半充满和全充满状态的4f电子层结构,由此可以产生多种电子能级,其主要物理性质由4f层电子决定。表1稀土元
5、素电子结构元素序号元索名称元素符号外层电子结构21铳Sc3d,4s239忆Y4d,5s257璃1a5d,6s258WCe4f,5d,6s259错Pr4f36s260钦Nd4f,6s261饨Pm4f56s262衫Sm4f66s263的Eu4f76s264I1Gd4f75d,6s265钛Tb4f96s266辆Dy4f,06s267钦Ho4f,6s268饵Er4f,26s269住Tm4f,36s270德Yb4fu6s271然1u4fu5d16s2稀土元素具有特殊的理化性质,因而被广泛应用于工业制造中,例如:将稀土加入钢水中,可以充分净钢;将稀土加入农作物中,可促进植物光合作用;将三价稀土离子加入染料
6、中,可以使其具有漂亮的颜色。2稀土尾矿综合回收利用现状在我国稀土资源的开采过程中,许多有用组分如稀土氧化物、铁、泥、社等都未能得到有效利用,而是被直接排入尾矿库中,给当地的生态环境带来了很大压力。稀土尾矿是一种利用价值很高的二次资源,对其进行综合回收利用,既能减少资源浪费,又能改善生态环境。2.1 稀土尾矿中有用组分再回收2.1.1 金属铁再回收我国是用钢大国,虽然铁矿资源较为丰富,但优质铁矿匮乏大多是贫铁矿,品位较低,仅为33%。复杂难选矿的利用率较低、选矿成本较高加剧了我国对高品位铁矿石的进口;据报道,2018年我国铁矿石累计进口量为10.64403亿t,进口金额高达756.67亿美元,而
7、累计出口量为1109.2万t,仅有7.93亿美元的出口金额。为满足高品位铁矿石的需求量,我国每年需要从澳大利亚、巴西、南非、印度等国进口大量的铁矿石。与此同时,每年我国有大量铁尾矿被堆积于尾矿库中,其中的Fe.Mg、Ca.A1等有用元素未得到利用,不仅造成了资源浪费,而且占用了大量土地,破坏了生态环境。就稀土尾矿而言,其中铁、泥、稀土元素等含量较高,有极高的利用价值。稀土尾矿很难用传统的选矿工艺二次利用。赵瑞超等利用高梯度装置在强磁感应强度为0.8T、弱磁感应强度为0.3T、矿浆质量分数为20%的条件下对白云鄂博稀土尾矿进行了磁选回收,获得了53.8%的全铁回收率,且铁品位为46.06%;李解
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- 关 键 词:
- 稀土 尾矿 综合利用 现状 发展趋势
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