[00066966]含锶铌等稀土稀有矿综合利用及其尾矿资源化技术研究

　　成果简介：

　　国内轻稀土矿开发利用过程中，由于技术的局限性，带来了一系列的经济和环境问题。其中较为突出的包括：稀土浮选药剂在生产和使用过程中对环境污染大，浮选矿浆需要加温增加了单位产品的能耗，选矿精矿产品的纯度不高造成后续冶炼成本高等一系列技术问题。 针对这些技术问题，2012-2015年期间，中国地质科学院矿产综合利用研究所依托国土资源部公益性行业科研专项实施"含锶铌等稀土稀有矿综合利用及其尾矿资源化技术研究"项目（项目编号201211070），以国内第二大轻稀土矿集中区--攀西稀土矿为研究对象，以形成一批具有自主知识产权的共性，关键性资源低碳、高效及综合利用技术为目标，开展绿色低毒稀土选矿药剂研究，稀土低碳高效短流程研究，为四川稀土资源优势转化为产业优势，促进四川稀土的产业升级及区域经济、社会、环境协调发展提供重要的技术支持。目前，该项目成果已完成四川省科学技术成果登记，登记名称为攀西难选稀土矿低碳高效利用新技术开发及应用，登记号为9512016Y0523。

　　2012年-2014年，中国地质科学院矿产综合利用研究所针对攀西稀土矿的高效利用技术进行了持续攻关，通过详细的工艺矿物学和大量的选矿试验研究，研发了新型稀土矿高效选矿药剂EM-Wx、EM-312，并提出了稀土"浮团聚磁选"新工艺。对于含REO 2.5%的原矿，采用浮团聚磁选的新技术可使稀土回收率由原有的20%提高至55%以上，稀土精矿品位由原来的55%提高到60%以上。

　　该技术的研发打破了稀土选矿先重选或先磁选的固有思路，攻克了细粒级稀土矿物选矿回收的技术难题，突破了传统稀土选矿工艺对含泥稀土矿选矿效果不佳和稀土浮选必须加温的技术瓶颈，实现了稀土矿物的常温选矿，为稀土矿的低碳、高效利用提供了一套全新的技术。发表科技论文三篇，并形成了一项国际专利和四项中国专利，其中两项已获得授权。

　　2012年，稀土"浮团聚磁选"新技术600吨/天规模的工业试验获得成功，实现了新技术的顺利"落地"。随后，四川汉鑫矿业发展有限公司依据600吨/天的工业示范线新建一条2500吨/天的工业示范线，并正式投产运行，生产获得了稳定的技术指标和显著的经济效益。2013年实现年销售收入9789.6万元，年利税5953.43万元；2014年实现年销售收入12992.0万元，年利税5604.23万元；2015年实现年销售收入12814.97万元，利税7892.81万元，获得了显著的经济效益。

　　此外，公司选矿厂扩产后，新增就业岗位130余位，同时也带动了当地运输，消费等行业的健康发展。新技术实现常温浮选后，不仅为企业节约了加温成本，每年还可减少煤炭用量，减少二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等排放量，有效的促进了企业节能减排，具有巨大的环保意义和社会效益。

　　成果创新性：

　　1.本成果应用领域为轻稀土矿的选矿高效利用。其技术原理如下：通过自主研制的捕收剂EM-WX的螯合作用，增大细粒级稀土矿物表观粒度，强化细粒稀土矿物高效回收和预富集；通过自主研制的泡沫促进剂EM-312的稳定和发泡作用，强化细粒稀土矿物与捕收剂的接触，实现常温条件下形成稳定的稀土疏水聚团，稀土疏水聚团再经加密网状介质高梯度强磁机进行磁选提纯，最终大幅提高稀土的选矿回收率和稀土精矿的品位。

　　2.该项新技术，目前已申请一项国际专利和四项中国专利，并成功授权专利两项：《稀土矿选矿用起泡剂及低品位难选稀土矿的常温选矿工艺》，专利号ZL201310182301.6；《稀土矿捕收剂、制备方法及低品位难选稀土矿的选矿工艺》，专利号ZL201310182174.X。发表相关科技学术论文三篇：《某极低品位稀土矿选矿提纯试验研究》,矿产综合利用,2014(12)45-48；《稀土矿"浮团聚磁选"新技术扩大试验研究》，《武汉工程大学学报》，2015，37（5）:39-42；《稀土矿的浮团聚磁选新技术研究》，稀土，2015，6

　　3.鉴定结果：2015年12月22日，四川省科技厅组织专家对中国地质科学院矿产综合利用研究所完成的"攀西难选稀土矿低碳高效利用新技术开发及应用"项目进行了科技成果鉴定，鉴定委员会认为，该项目技术创新性、实用性强，居国际领先水平，推广应用前景良好，一致同意通过成果鉴定。（科技成果鉴定证书：川科鉴字[2015］第578号）。

　　4.查新结果：2015年11月，四川省科学技术信息研究所，针对该项新技术，在美国专利全文数据库、国际专利文献中心数据库、欧洲专利全文数据库等37家国内外检索数据库范围内，开展了相关技术的查新工作，确认国内外未见综合实现了研发稀土矿"浮团聚磁选"技术；在稀土矿浮选预富集过程中采用稀土矿捕收剂；在稀土矿浮选预富集过程中，采用稀土矿浮选促进剂的文献报道。（技术查新报告编号：20155100902739）

　　5.成果的创造性、先进性

　　（1）打破了稀土矿物浮选需要加温的技术瓶颈，提出了稀土矿的常温浮选。在矿浆浮选过程中加入自主研制的浮选促进剂EM-312，强化了稀土矿物与浮选药剂相互作用，实现了稀土矿常温条件下的有效浮选，打破了稀土矿物浮选需要加温的技术瓶颈。新成果使有效浮选温度由40℃以上最低可降至8-10℃。

　　（2）研发低毒稀土选矿药剂。自主研制的稀土矿捕收剂EM-WX通过引入直链羟肟酸部分取代苯环和萘环,降低了药剂的毒性，从而解决了稀土选矿药剂含大量的苯环和萘环，对环境影响较大的问题。

　　（3）创新性提出了稀土矿"浮团聚磁选"选矿工艺。①利用目的矿物和脉石矿物的最大性质差异，首创性采用磁选作为选矿产品最终提质手段，打破了浮选作为最终提质的常规手段。②新技术取代了传统的重选和干式磁选作业，减少了浮选作业的段数，大幅缩短了流程，减少了资源和能源消耗，解决了稀土选矿流程长，资源、能源消耗大的问题，从而降低后续冶炼工艺的生产成本和环境成本。

　　（4）创新性解决了细粒级稀土矿物回收难度大的选矿现状，可回收传统技术难处理的10-20微米的细粒级稀土矿物。①人为增大细粒稀土矿物的表观颗粒尺寸，将浮选作业获得的团聚体作为磁选的原料，提高了难选细粒稀土矿物在磁选设备中的选别效果，解决了细粒难选稀土矿选矿损失大的技术难题。②新工艺创新性解决了细粒级稀土矿物的选矿回收，扩宽了适用的矿物粒度范围，对于传统技术难处理的10-20微米的矿物能有效的进行回收。

　　成果独占性：

　　稀土"浮团聚磁选"新技术打破了稀土矿物浮选需要加温的技术瓶颈，提出了稀土矿的常温浮选；在矿浆浮选过程中加入自主研制的浮选促进剂EM-312，强化了稀土矿物与浮选药剂相互作用，实现了稀土矿常温条件下的有效浮选，打破了稀土矿物浮选需要加温的技术瓶颈。新成果使有效浮选温度由40℃以上最低可降至8-10℃。该项新技术创新性强，目前，共申请专利四项，其中，授权两项。

　　1.浮团聚磁选工艺：浮团聚磁选工艺利用取代了传统的重选和干式磁选作业，以目的矿物和脉石矿物的最大性质差异为基础，首创性采用磁选作为选矿产品最终提质手段。新技术减少了浮选作业的段数，大幅缩短了流程，减少了资源和能源消耗，解决了稀土选矿流程长，资源、能源消耗大的问题，从而降低后续冶炼工艺的生产成本和环境成本。

　　2.低毒稀土选矿药剂：中国地质科学院矿产综合利用研究所历经十数年细致钻研，自主研制了稀土矿捕收剂EM-WX和稀土浮选促进剂EM-312。通过多次药剂对比试验，优选配比，通过引入直链羟肟酸部分取代苯环和萘环，降低了药剂的毒性，从而解决了稀土选矿药剂含大量的苯环和萘环，对环境影响较大的问题。为进一步降低传统浮选捕收剂生产过程中的废水问题，中国地质科学院矿产综合利用研究所研发新型绿色生产工艺， 发明零排放药剂生产工艺。

　　成果盈利性：

　　本项目的研究成果"浮团聚磁选"新技术是针对我国典型轻稀土矿选矿利用技术的一项革新。这项技术的应用可以避免稀土选矿过程需要高温浮选矿浆而造成的能源消耗，同时能提高难选细粒稀土矿物的回收率和稀土精矿产品的品位，从而大幅提高资源的利用效率。我国在十八届五中全会中提出了"绿色"发展的战略，要求既要用好资源，又要保护好环境，因此具有低碳和高效两大特点的"浮团聚磁选"技术在未来具有较大的市场需求。

　　2012年，稀土"浮团聚磁选"新技术600吨/天规模的工业试验获得成功，使稀土回收率由原有的20%提高至55%以上，实现了新技术的顺利"落地"，获得了矿山企业的高度认可。四川汉鑫矿业发展有限公司依据600吨/天的工业示范线新建一条2500吨/天的工业示范线，并正式投产运行，新技术和新药剂在生产上的应用，不仅大大降低了企业生产成本，还大幅提高了选矿技术指标，保证矿石综合利用率，显著提高了企业的经济效益。

　　现有研究成果表明"浮团聚磁选"工艺矿石性质适应能力强，具有较强的可推广性，新工艺打破了稀土矿需要加温浮选的瓶颈，实现了常温浮选，且采用的浮选药剂毒性低、用量少，符合稀土资源清洁高效利用发展方向。

　　成果持续性：

　　"浮团聚磁选"工艺研发还引起了国外稀土矿山的关注，2014--2015年，中国地质科学院矿产综合利用研究所先后与澳大利亚阿拉弗拉资源有限公司、Peak Resources有限公司及美国MFC工业公司签订稀土开发合作协议，分别就诺兰稀土资源、Ngualla稀土矿及Pea Ridge尾矿中的稀土资源开展了高效选矿技术研发工作，基于稀土"浮团聚磁选"工艺，成都综合所优化稀土选矿工艺，研发新型浮选药剂，并最终获得理想的选矿技术指标。

　　综上所述，"浮团聚磁选"新技术产业化前景十分光明。项目推荐技术产业化后将产生显著的经济和社会效益，随着技术的优化完善、规模化生产的实施、国家重点示范工程的建立，将形成资源节约、环境友好、效益显著的稀土资源综合利用与深加工的高技术产业，促进资源转化，最大限度的使稀土资源得到充分的资源利用。

　　成果先进性：

　　1.新工艺与传统工艺比较

　　国内最具代表性的稀土选矿技术当属包头白云鄂博稀土矿的加温浮选技术--50℃以上浮选矿浆温度条件下，稀土经过单一浮选，获得REO品位55%左右的稀土精矿。四川攀西德昌大陆槽稀土矿过去采用重选-磁选-浮选联合工艺，浮选需要加温到40℃以上，可以获得REO品位>50%稀土精矿，但其稀土选矿回收率仅仅不到20%。

　　与传统技术相比，新技术具有以下显著特点：①针对相同原矿，新技术显著提高了稀土矿选矿的生产指标，使稀土精矿的REO品位提高到60%以上，REO总回收率提高到55%以上，实现了稀土资源的低碳高效利用，具有显著的经济效益和社会效益。②新技术在常温条件下，采用先浮选再磁选的工艺，减少了浮选段数，缩短了流程，减少了加温造成的能源浪费，避免了干式磁选造成环境污染，降低了企业生产成本。③新技术开发的新型稀土捕收剂采用直链羟肟酸取代了传统药剂中苯环和萘环,减轻了药剂对环境的影响。

　　2.国内外技术对比

　　国外稀土选矿技术有代表性的为美国Mountain Pass稀土矿选矿工艺，其稀土选厂采用脂肪酸类捕收剂，在矿浆加温到70℃以上条件下，浮选回收稀土矿物的选矿工艺。目前，国外未见有稀土矿常温条件下的浮团聚磁选工艺。国内稀土资源利用研发主要集中在三大稀土资源主产地：包头白云鄂博、四川凉山州和以江西为代表的南方离子型稀土矿。三大稀土资源基地的稀土资源类型各不相同，研发历史也不同，但现阶段均面临选矿效率低、资源利用率差、稀土选矿药剂毒性高、稀土开发利用技术能耗高、环境影响大等问题。

　　国内最具代表性的稀土选矿技术当属包头白云鄂博稀土矿的加温浮选技术--50℃以上浮选矿浆温度条件下，稀土经过单一浮选，获得REO品位55%左右的稀土精矿。上述可知，国内外稀土选矿工艺多采用加温浮选工艺，该工艺能耗巨大、回收率低，不利于稀土资源的低碳高效利用。

　　成熟度：08、产品级：批产合格、图纸完备、工艺成熟

　　市场分析：

　　1.浮团聚磁选工艺是利用目的矿物和脉石矿物之间的性质差异。矿石中矿物结构日趋复杂，采用单一工艺分离无法达到理想选矿指标，通过浮选和磁选联合工艺，在浮选过程中矿物表面之间化学性质的差异和磁选过程中磁选特性差异，分离分选稀土矿物，并最终得到合格稀土精矿。

　　2.浮团聚磁选工艺粒度适用范围大。浮团聚磁选工艺通过人为增大细粒稀土矿物的表观颗粒尺寸，将浮选作业获得的团聚体作为磁选的原料，提高了难选细粒稀土矿物在磁选设备中的选别效果，解决了细粒难选稀土矿选矿损失大的技术难题。新工艺创新性解决了细粒级稀土矿物的选矿回收，扩宽了适用的矿物粒度范围，对于传统技术难处理的10-20微米的矿物能有效的进行回收。

　　商业模式分析：

　　稀土浮团聚磁选工艺目前已经在德昌大陆槽稀土矿选矿厂投入生产，且生产流程稳定，生产指标良好。目前，中国地质科学院矿产综合利用研究所正在积极进行该工艺在其他类型稀土矿石的鲁棒性研究及高效稀土选矿药剂的研究，积极向国内外其他选矿厂推广稀土浮团聚磁选技术。

　　营销状况：

　　2012年，稀土"浮团聚磁选"新技术600吨/天规模的工业试验获得成功，使稀土回收率由原有的20%提高至55%以上，实现了新技术的顺利"落地"，获得了矿山企业的高度认可。四川汉鑫矿业发展有限公司依据600吨/天的工业示范线新建一条2500吨/天的工业示范线，并正式投产运行，生产获得了稳定的技术指标和显著的经济效益。

　　现有研究成果表明"浮团聚磁选"工艺矿石性质适应能力强，具有较强的可推广性，新工艺打破了稀土矿需要加温浮选的瓶颈，实现了常温浮选，且采用的浮选药剂毒性低、用量少，符合稀土资源清洁高效利用发展方向。

　　"浮团聚磁选"工艺研发还引起了国外稀土矿山的关注，2014-2015年，中国地质科学院矿产综合利用研究所先后与澳大利亚阿拉弗拉资源有限公司、Peak Resources有限公司及美国MFC工业公司签订稀土开发合作协议，分别就诺兰稀土资源、Ngualla稀土矿及Pea Ridge尾矿中的稀土资源开展了高效选矿技术研发工作，基于稀土"浮团聚磁选"工艺，成都综合所优化稀土选矿工艺，研发新型浮选药剂，并最终获得理想的选矿技术指标。

　　拟采取的转化方式：技术转让

　　应用推广的已投入情况：0万元

　　资金需求额：800万元

　　融资用途：产品研发