“離子型稀土礦是我國(guó)重要的戰(zhàn)略資源，我們開(kāi)展的稀土清潔生產(chǎn)與高質(zhì)利用技術(shù)研發(fā)具有重要的資源、環(huán)境和能源意義，這是我們分離出來(lái)的各種稀土原料，有些價(jià)值很高。”中科院海西研究院廈門(mén)稀土材料研究所研究員孫曉琦說(shuō)。

稀土是世界公認(rèn)的發(fā)展高技術(shù)、國(guó)防尖端技術(shù)、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)不可或缺的戰(zhàn)略資源，是21世紀(jì)新材料的寶庫(kù)。我國(guó)南方的離子型礦中有全球70%以上的重稀土資源，但現(xiàn)階段利用形勢(shì)不甚樂(lè)觀，且分離過(guò)程中會(huì)造成植被破壞、水土流失和環(huán)境污染等問(wèn)題。

對(duì)這種“超級(jí)工業(yè)味精”的研究，廈門(mén)稀土所研究員孫曉琦領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)充滿著激情和追求。他們面向清潔、高效離子型稀土礦冶金集成工藝研發(fā)的需要，在稀土高效清潔分離關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域取得重大突破，獲得國(guó)務(wù)院副總理劉延?xùn)|高度評(píng)價(jià)。目前該團(tuán)隊(duì)開(kāi)展的工業(yè)試驗(yàn)正在順利進(jìn)行，并與贛州市政府建立了戰(zhàn)略合作關(guān)系，與廈門(mén)鎢業(yè)、贛州稀土、虔東稀土等開(kāi)展實(shí)質(zhì)性合作。

我國(guó)是世界稀土生產(chǎn)第一大國(guó)，稀土分離化學(xué)與工程研究取得長(zhǎng)足進(jìn)步，但稀土分離工業(yè)還存在環(huán)境污染、資源利用率低等嚴(yán)重問(wèn)題。隨著我國(guó)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高及國(guó)內(nèi)外對(duì)高純重稀土需求的迅速增長(zhǎng)，離子型稀土礦分離工藝存在的問(wèn)題急需解決。但目前企業(yè)很難通過(guò)調(diào)節(jié)流程參數(shù)對(duì)其存在缺陷加以優(yōu)化，而清潔高效稀土分離流程研發(fā)的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題就在于開(kāi)拓新型萃取體系和分離流程。

廈門(mén)稀土材料研究所副所長(zhǎng)張?jiān)蒲芯繂T表示：“面向國(guó)家需求、行業(yè)共性問(wèn)題和解決企業(yè)技術(shù)難題是我們的責(zé)任。”他介紹說(shuō)，孫曉琦團(tuán)隊(duì)為此開(kāi)展了大量應(yīng)用基礎(chǔ)研究，努力開(kāi)拓高性能稀土分離體系，以解決稀土分離流程從應(yīng)用基礎(chǔ)研究向產(chǎn)業(yè)化過(guò)渡過(guò)程中的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。

研究人員采用世界前沿技術(shù)，對(duì)高效清潔稀土分離工藝研發(fā)過(guò)程中所涉及的溶液配位化學(xué)、萃取劑設(shè)計(jì)、萃取熱力學(xué)、萃取動(dòng)力學(xué)、萃取機(jī)理、分離材料等基本科學(xué)問(wèn)題開(kāi)展系統(tǒng)研究，現(xiàn)已取得階段性重要研究成果。

同時(shí)他們還與國(guó)有大型稀土集團(tuán)合作，將所研發(fā)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)試驗(yàn)。該團(tuán)隊(duì)與廈門(mén)鎢業(yè)股份有限公司合作研發(fā)的離子液皂化技術(shù)，基于離子締合機(jī)理，可從萃取機(jī)理上有效避免上述問(wèn)題?，F(xiàn)有工業(yè)試驗(yàn)表明，所用低成本萃取劑無(wú)磷，完全國(guó)產(chǎn)化；直排廢水中總氨氮量顯著低于稀土工業(yè)污染物排放的標(biāo)準(zhǔn)要求。

廈門(mén)稀土所還與贛州稀土集團(tuán)合作，對(duì)廢渣中稀土和放射性元素的回收開(kāi)展研究，發(fā)現(xiàn)渣中稀土含量為原山含量的130多倍，但回收其中的有價(jià)稀土元素及放射性元素存在很大的挑戰(zhàn)。針對(duì)放射性廢渣的特點(diǎn)，研究團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用新型萃取體系，目前工業(yè)試驗(yàn)進(jìn)展順利，廢渣經(jīng)過(guò)酸溶解和萃取，酸浸液的稀土回收率大于92%，放射性元素釷的回收率大于90%；分離所得镥產(chǎn)品的純度大于99%。廢水中，殘余釷的含量達(dá)到稀土工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。

中科院海西研究院團(tuán)隊(duì)還與中科院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所、美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室等國(guó)內(nèi)外知名機(jī)構(gòu)合作開(kāi)展工程技術(shù)研究，提高我國(guó)離子型礦的稀土利用率。該項(xiàng)研究有利于顯著降低酸堿消耗，可節(jié)約直接生產(chǎn)成本25%~30%，具有顯著的間接經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

“從能源角度看，隨著我國(guó)核能的迅速發(fā)展，稀土礦中伴生的鈾、釷已引起廣泛關(guān)注。”張?jiān)票硎?，孫曉琦團(tuán)隊(duì)開(kāi)展的工作有助于促進(jìn)我國(guó)初級(jí)核燃料分離、純化技術(shù)的發(fā)展。據(jù)悉，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)稀土的大規(guī)模高值化，該團(tuán)隊(duì)與贛州稀土集團(tuán)合作建立的低成本研發(fā)的高純超細(xì)稀土粉體工業(yè)生產(chǎn)示范線制備技術(shù)產(chǎn)品已銷售幾百公斤，產(chǎn)品銷售價(jià)格單價(jià)比普通稀土高60%，并已在衛(wèi)星天線等高技術(shù)領(lǐng)域得以應(yīng)用。

“這項(xiàng)重要研究成果的示范推廣正在路上。”中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所所長(zhǎng)曹榮表示，將遵循從工程技術(shù)中發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題，再將基礎(chǔ)研究所取得的成果應(yīng)用于工業(yè)實(shí)踐的思路，建立千噸級(jí)產(chǎn)業(yè)化示范工程，加快所研發(fā)技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的推廣，為我國(guó)離子型稀土分離工業(yè)的發(fā)展以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展作出實(shí)實(shí)在在的貢獻(xiàn)。