Официальный сайт China General Research Institute for Nonferrous Metals опубликовал материал о том, как на примере одного рудника Баян-Обо КНР пытается экологизировать добычу редкозёмов в своей стране. Предлагаем перевод этого материала.
В городском округе Хэнъян (провинция Хунань) впервые был проведён Форум по комплексному использованию стратегических ресурсов, посвящённый решению основных экологических проблем, ограничивающих развитие редкоземельной отрасли. Член Китайской академии инженерных наук Хуан Сяовэй представила новейшие разработки в области технологий экологически чистой добычи и разделения редкоземельных ресурсов.
«Китай разработал ряд передовых в мире технологий извлечения и разделения редкоземельных элементов, широко используемых в промышленности, что обеспечило Китаю международный статус производственной державы редкоземельных элементов», — подчеркнула Хуан Сяовэй.
Рудник редкоземельных элементов смешанного типа Баян-Обо, расположенный в городском округе Баотоу Автономного район Внутренняя Монголия, является крупнейшим в мире рудником лёгких редкоземельных элементов. Рудники ионных редкоземельных элементов на юге богаты драгоценными ресурсами средних и тяжёлых редкоземельных элементов. Это незаменимое ключевое сырьё для нового поколения информационных технологий, военной промышленности армии национальной обороны и т.д., но его трудно добывать и разделять.
Внешне китайские рудники ничем не отличаются от других рудников. Но отличие все же есть.
Последние десять с лишним лет академик Хуан Сяовэй руководила командой, которая успешно разработала новую технологию разделения и очистки редкоземельных элементов с использованием бикарбоната магния, а также технологию интеграции процессов выщелачивания и извлечения редкоземельных руд ионного типа. Они созданы специально для «зелёной» низкоуглеродистой металлургии лёгких, средних и тяжёлых редкоземельных ресурсов Китая.
Повышение коэффициента использования запасов редкоземельных ресурсов и качество продукции
Рудник редкоземельных элементов смешанного типа Баян-Обо относится к числу месторождений полиметаллической руды, состоящей из бастнезита и монацита. Во всём мире он признан тугоплавким видом руды, его разумное развитие и использование оказывает решающее влияние на глобальную структуру редкоземельных элементов.
Как известно, на данный момент рудники редкоземельных элементов смешанного типа в Баотоу главным образом применяют разработанную Китайской исследовательской группой (бывший Пекинский исследовательский институт цветных металлов) плавку и разделение сернокислотным методом третьего поколения, которая обладает такими преимуществами, как низкий уровень затрат, возможность масштабного производства, его и простота, и непрерывность и т.д.
Однако сточные воды, содержащие сульфат магния, невозможно использовать повторно, а препятствие для работы в виде образования накипи от сульфата кальция нуждается в дальнейшем совершенствовании с точки зрения коэффициента использования запасов энергоресурсов и «зелёного» развития.
Академик Хуан Сяовэй.
Чтобы устранить вышеуказанные проблемы, академик Хуан Сяовэй возглавила команду, которая добилась успеха в разработке новой технологии разделения и очистки редкоземельных элементов методом бикарбоната магния.
Новая технология состоит из двух основных этапов — омыления бикарбоната магния, экстракции, модификации и разделения редкоземельных элементов, а также техники целенаправленного регулирования и контроля элементарного кальция, последовательной заготовки раствора бикарбоната магния и технологии повторного использования сырья.
Это может решить проблему повторного использования высокосолевой сточной воды в процессе плавки и разделения обычных редкоземельных элементов минерального типа, а также проблему образования накипи сульфата кальция для осуществления высокоэффективного и экологически чистого производства.
«Используя сточные воды сульфата магния, образующиеся в процессе плавки и разделения редкоземельных элементов из рудника Баотоу и CO2, полученный в процессе омыления и экстракции редкоземельных элементов, с помощью непрерывной карбонизации заготавливается раствор бикарбоната магния, который может заменить оксид магния, жидкий каустик или жидкий аммиак, предназначенный для омыления, экстракции, модификации и разделения редкоземельных элементов.
В результате в процессе экстракции и разделения редкоземельных элементов будет выбрасываться меньше углерода, соли аммиачного азота», — рассказала Хуан Сяовэй.
Если говорить кратко, то отходы после плавки руды с содержанием редкоземельных элементов должны тоже приносить максимальную пользу.
По ее словам, новая технология даст возможность повысить норму извлечения редкоземельных элементов более чем до 99%, а степень чистоты редкоземельных элементов — более чем до 99,99%.
Реализовано повторное использование ресурсов воды, магния и CO2, исключено влияние образования накипи сульфата кальция, примесей алюминия и железа на процесс экстракции, а также повышен коэффициент использования запасов редкоземельных ресурсов и улучшено качество продукции.
«При применении прежнего метода на резервуаре для извлечения редкоземельных элементов и оборудовании образовывалось большое количество накипи сульфата кальция. Сотни рабочих очищали их 1-2 раза каждый месяц. После внедрения новой технологии, проводить чистку нужно всего лишь 1-2 раза в год». Хуан Сяовэй заявила, что в компании Gansu Rare Earth Company, которая занимается плавкой и разделением редкоземельных элементов из рудников Баотоу, эта технология обретает всё большее одобрение производственных рабочих с момента её внедрения.
Сделать добычу средних и тяжёлых редкоземельных элементов ещё более высокоэффективной и экологически чистой
Что касается расположенных на юге ионных редкоземельных рудников, богатых стратегическими ресурсами средних и тяжёлых редкоземельных элементов, Китай изобрел уникальную технологию экстракции сульфата аммония на месте и обогащения осадком двууглекислого аммония, которая достигла широкого применения.
Как известно, этот технологический процесс длительный, коэффициент извлечения редкоземельных элементов низкий, а загрязнение окружающей среды аммиачным азотом — это опасно: образуется большое количество радиоактивных остатков, содержащих примеси и радиоактивные кислоты.
Добыча редкоземов на руднике открытым способом.
Хуан Сяовэй представила новейшую технологию «зелёной» добычи, названную новой интегрированной технологией выщелачивания и извлечения редкоземельных руд ионного типа.
Экологически чистая магниевая солевая композитная система заменяет традиционное выщелачивание ионной редкоземельной руды сульфатом аммония, а выщелачивающий раствор низкой концентрации заменяет традиционный процесс обогащения редкоземельной руды осаждением бикарбоната аммония неравновесным центробежным экстракционным процессом обогащения редкоземельной руды, в итоге производя продукт смешанного раствора хлорида редкозёма высокой концентрации.
Коэффициент извлечения редкоземельных элементов повысился на 10–20%, был ликвидирован источник загрязнения соединениями аммиачного азота и исключено образование радиоактивных производственных отходов.
В 2016 году был завершён первый этап строительных работ на руднике, принадлежащем компании Aluminum Corporation of China. Здесь данная технология впервые была внедрена для промышленного применения прямого извлечения и обогащения низкоконцентрированного продукта выщелачивания редкоземельных рудников ионного типа. Коэффициент извлечения средних и тяжёлых редкоземельных элементов достиг более 99%, что позволило решить давнюю проблему загрязнения радиоактивными шлаками на предприятиях по добыче ионов.
Позже ряд производственных демонстрационных линий был построен на рудниках редкоземельных металлов Гуанси-Чжуанского АО, провинций Фуцзянь и Цзянси.
В том же году на совещании по оценке результатов Ассоциации цветной металлургии Китая эксперты единодушно согласились: новая технология — это революция в производстве редкоземельной руды ионного типа, а технологический уровень переработки и разделения редкоземельных металлов КНР лидирует на глобальном уровне.
Перевел с китайского Иван Ван
