0 前言

稀土工业作为一个新兴产业崛起, 已被越来越多的人们所认识所注目, 特别是在高新技术领域, 稀土已成为一种不可缺少的新型材料, 稀土工业水平的高低和一个国家综合技术水平的高低密切相关。

我省稀土工业开发始于50年代末, 经过30年艰苦奋斗, 使我省稀土工业从小到大, 不断发展, 逐渐完善。到目前为止, 从地质勘探到矿山开采, 从冶炼分离到高纯产品, 以至推广应用已初具规模, 基本形成了完整的工业体系, 在我省国民经济中的地位越来越显著。然而, 近年来稀土市场疲软和某些原因, 我省稀土面临极度困难, 不少企业亏损停产。面对咄咄逼人的新形势, 当务之急就是抓好稀土应用和深加工。

1 资源优势得天独厚

60年代初, 赣州有色冶金研究所针对钨矿伴生稀土矿、南丰等地独居石矿, 进行了物质组成和提取稀土工艺的研究。1970年又找到了新的稀土矿种, 赣州有色冶金研究所与908地质队等, 对新矿种的矿物组成、赋存状态、成矿原因等进行了研究, 并将之命名为南方型稀土矿, 赣州有色冶金研究所还研究成功了矿山浸取工艺, 开创了稀土氧化物生产的新途径, 降低了生产成本, 有力地推动了我省稀土矿山生产的发展。

1979年8月我省冶金贸易代表团出访日本, 旨在推销钨制品, 顺便带去部分稀土产品, 经检测, 日方认为我省稀土产品品质优良, 价格合理, 钢谷冈机(株)式会社和日本钇公司, 当即与我省签订1980年供应高钇稀土20t的合同, 这是我省稀土走向世界高速发展的突破口, 之后, 日本三井金属、三德金属、三菱化成、住友金属矿山、信越化学、凡丸红(株)式会社等公司及美国钼公司、企美公司与我省签订合同者纷至沓来。我省稀土在国外倍受青睐的原因是:

a.配分齐全, 便于生产市场紧缺的稀土产品, 适应性强。

b.紧缺元素含量较高。如我省高钇稀土中钇的含量比马来西亚磷钇矿的含量高6.74%, 比加拿大铀残渣中回收稀土的钇含量高26.3%; 磁体方面用量最多的钐, 我省稀土产品中最高含量达6.62%, 比加拿大稀土中含量高47.1%, 荧光材料不可少的铕, 因其含量低产量少而价格高, 我省××稀土含量达1.2%, 比美国芒特帕斯矿高11倍, 比马来西亚磷钇矿中的含量高10倍; 钕铁硼磁体中的钕含量, 我省××稀土含量达32%, 比澳大利亚独居石高88.2%, 比印度独居石高60%, 此外, 高技术领域应用较广的Tb₄O₇、Dy₂O₃、Er₂O₃等, 我省稀土中含量均较国际上其他稀土更高。

c.我省稀土产品中铀钍含量少, 放射性最低。比每日抽1包烟所受辐射剂量当量影响小1倍, 比国标5 msv/a低10倍。

2 矿山技术遥遥领先

随着稀土产品大量进入国际市场, 一个大办稀土的热潮在我省迅速兴起, 势不可挡。全省稀土矿点1980年仅5个, l985年上升至成百个, 1987年继续增加。受“稀土热”的影响, 短短的几年内, 稀土矿产品产量增长了一百余倍, 其发展过程概括起来有如下特点:

a.我省不仅发现了稀土含量高, 但呈稀土矿物相产出甚少的南方型稀土矿, 且确定了稀土赋存状态, 发明了经济有效的提取方法, 从而肯定了这类矿床的工业价值, 这是稀土矿物学发展史上的一个创举。

b.积极研究除杂工艺, 努力提高产品质量。我省稀土产品进入国际市场后, 由于需求增加, 产量倍增, 同时也暴露出杂质含量高等问题, 产品中铝含量高达1%, 严重影响分离萃取工艺。1982年3月, 日本钢谷冈机(株)式会社以平井先生为代表的一行3人, 专程到南昌洽谈稀土产品质量问题, 带来两张彩色照片, 一是我省高钇稀土溶样后的照片, 另一张为马来西亚磷钇矿照片, 两者对比, 前者浑浊不清后者清亮透明。日方要求将铝含量降至0.3%以下, 省稀土公司当即组织部分工程技术人员三下矿山, 奋战几个月, 采用化学与物理除杂相结合, 使稀土氧化物中铝含量降至0.2%以下, 满足了外商要求。

c.完善提取工艺, 搞好尾砂治理。生产不断扩大, 尾矿盐碱化越来越严重。赣州有色冶金研究所和江西大学急生产之所急, 经过研究攻关, 进一步完善了矿山提取工艺既提高了产品质量又防止了尾矿盐碱化, 有利于尾矿治理。我省绝大多数矿山都把尾矿治理列入重要议事日程。利用开矿后的尾矿整治小平原, 植树、种草、栽果树, 改良矿山环境、防止水土流失“龙南模式”经验, 深受稀土矿山的垂青。

d.多种沉淀工艺研制成功。传统的草酸盐法沉淀工艺, 具有沉淀结晶颗粒好, 易于过滤和洗涤, 能使稀土与少量铁、铝、镁、锆、锰、铜、锌、钴、镍等分离, 有利于提高产品质量等优点, 不失为沉淀稀土的好办法, 然而随工业的发展, 草酸消耗急剧上升, 价格猛涨, 且有毒性, 污染环境。据此, 江西大学和赣州有色冶金研究所, 1982年起进行了新的沉淀稀土工艺的研究, 由于新工艺流程短、沉淀剂价格便宜, 货源充足, 母液易再生, 对环境污染较小, 沉淀率较高, 稀土总收率达80%以上, 成本低(只相当于传统工艺的一半), 经济效益显著等一系列优点, 在稀土科研生产单位得到广泛应用和推广。

我省稀土矿山既生产TREO>92%混合稀土氧化物, 又能生产分组产品, 可省掉中间沉淀和溶料过程, 拓宽稀土产品的应用范围, 使分组产品成本大为降低。江西八一稀土矿, 资源条件差, 原矿品位低(0.06%左右), 配分不理想, 产品无销路, 针对上述情况, 实行由浸取母液直接分组稀土, 获5种富集物, 由亏损近百万元到年创利税近百万元。

总之, 我省稀土矿山重大技术难题逐一解决, 不管品位高低也不论轻重稀土, 基本上有合适的工艺流程, 能生产适销对路的矿产品。

3 分离工艺日趋成熟

我省70年代初期起, 对稀土分离提纯进行了研究, 近十年来成果显著, 使我省稀土分离技术水平处于全国先进水平, 在国际上也占有重要地位。

完成了以钇为主要成分的重稀土全分离流程试验。1973~1976年, 806厂、原603厂、北京有色金属研究总院、中科院应化所、赣州有色冶金研究所、南方冶金学院等在原603厂完成了一步萃取分离混合稀土, 制取＞99.9%Y₂O₃试验, 开创了我省工业化生产高纯单一稀土氧化物的局面, 为荧光级氧化钇的大规模生产创造了极为有利的条件。但低钇稀土中钇含量仍较高, 王凤鸣等又在一步法的基础上改进, 用一次萃取法使钇和非钇稀土彻底分离生产非钇稀土(Y₂O₃＜0.5%), 同时产生90%~99.99%不同纯度的氧化钇产品。在优先保证钇收率的前提下, 一套设备可随行就市生产不同纯度的氧化钇产品。高钇稀土分离生产荧光级氧化钇后, 低钇稀土中还含有价值很高的其他稀土元素, 有些是高科技领域不可缺少的材料, 非常有必要进行全分离, 且低钇稀土中钇含量低, 为全分离创造了条件。为此, 据国家科委安排, 由806厂、北京有色金属研究总院等分别在南昌、九江进行试验和扩试, 取得了可喜成果, 两项试验均获1988年国家发明二等奖。

中钇富铕稀土分离工艺作了大量工作。以萃取分组法获＞99.5%的La₂O₃、Nd₂O₃产品和CePr、TbDy、SmEuGd及以Y-03为主的重稀土4种富集物。1986年赣州有色冶金研究所提出的P₅₀₇, 分组工艺可得两个产品4个富集物, 设备排列紧凑, 工艺流程合理, 经南昌曙光稀土厂试验, 投资省见效快, 一年建成投产, 返本期一年。由于P₅₀₇价格昂贵, 供应紧张, 后又研究了分离中钇富铕稀土新工艺。此外, 江西省稀土研究所研究了“多出口”工艺并建厂投产。原603厂与中科院应化所一道成功地对色层分离法生产高纯单一稀土氧化物进行了研究。凌山峰提出的萃取提纯氧化铕工艺已成功地用于工业生产。可见, 稀土分离提纯, 我省已取得较大的突破, 挤入全国先进行列。

4 稀土应用起步较早

我省稀土应用起步早, 1964年南昌齿轮厂用稀土硼钢25MnTiRE取代铬钢, 生产汽车、拖拉机底盘齿轮, 具有较高的耐磨性能、接触疲劳强度、弯曲强度和低的缺口敏感性, 提高了使用寿命。迄今已走过了30年历程, 形成了一定的规模和体系:一是拓宽了应用范围, 从传统的冶金、机械行业深入到国民经济12个行业20多家企业和单位, 二是应用领域不断扩大, 从传统工业向日用、医药、农业、生物工程等领域发展。稀土应用于陶瓷业, 使我国瓷都锦上添花。光彩夺目, 如景德镇研制的稀土变色釉、瓷用化工厂的稀土珍珠彩光料和釉上耐酸乳白颜料、红旗瓷厂的稀土色泥瓷、建国瓷厂的稀土高温彩虹花釉等材料生产的日用瓷, 色调柔和、雅致清新、光泽鲜艳淡稚、和谐, 给人以自然潇洒精美的感觉, 件件皆珍品, 深受外商青睐。我省稀土农用研究, 始于70年代初, 迄今稀土农用面积260万亩, 创效益4000万元, 稀土应用于水稻, 平均可增产18.6kg/亩, 棉花增产皮棉7.8kg/亩, 大豆增产10kg/亩, 大麦增产13.5kg/亩, 花生增产22kg/亩, 干麻增产6.7kg/亩, 鲜蔗增产400kg/亩, 辣椒增产100kg/亩, 油菜平均增产8kg/亩, 大白菜平均增产2700kg/亩; 稀土用于养鸭、养鱼、养兔也取得了可喜成绩。

5 问题不少前景乐观

a  花大力气抓推广应用, 把开发和扩大国内市场作为工作的立足和出发点, 促使资源开发、利用同我国科技水平的提高与经济实力壮大有机地结合起来, 在不断开发稀土的新功能的同时, 结合国计民生巩固、推广和开发稀土在冶金、机电、石油、化工、电子、轻纺尤其是在农业和节能方面的应用, 建立稳定的国内市场。

b  抓科技进步和深加工。我省稀土分离(组)厂几十家, 生产能力数千吨, 一般均属小规模低水平初分离, 产品出口以精矿为主, 多数卖初级原料, 增值甚小, 人家把矿产品买去加工后增值几倍到十几倍。从现在起就要从低水平中走出来, 往深加工发展, 以高质量的单一稀土和高附加值的应用产品占领国际市场, 使资源优势变成产业和经济优势。