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离子吸附型稀土矿是世界罕见的富含中重稀土的宝贵资源。但离子矿品位极低(REO:0.03%-0.15%),稀土以离子态吸附在粘土矿物上,极难选别。针对其特点,我国开发了铵盐浸取、碳铵或草酸沉淀法生产稀土精矿;再经酸溶除杂、萃取分离提纯单一稀土的原创工艺,实现了大规模工业应用。但由于铵盐等消耗高,矿区地下水氨氮严重超标。另外,离子矿中含有微量的镭等放射性元素(原矿不超标),铵浸过程被部分浸出,浸出液中微量放射性元素被沉淀富集,导致酸溶渣等放射性超标上百倍,各厂建专库堆存,存在安全隐患。针对离子矿面临的瓶颈问题,本课题组提出了从源头解决氨氮及放射性废渣污染等问题的新思路,开展了大量科学技术研究,并取得突破性进展:1)自主研发成功离子型稀土原矿浸萃一体化新技术。以镁/钙盐替代传统的硫酸铵浸取离子型稀土矿,通过调节钙/镁配分,使交换态钙/镁比例满足土壤养分比值要求,避免铵盐浸矿导致植物所需钙/镁营养元素的流失及氨氮污染;发明了非皂化与非平衡耦合离心萃取富集稀土核心技术,采用非平衡离心萃取,实现铁、铝、镭等与稀土高效分离,避免了沉淀法导致放射性元素的富集,解决了皂化萃取时铁、铝水解乳化,生成三相物、有机相大量损失等技术难题;合作开发出适用于低浓度稀土溶液萃取的大流比、高通量新型结构离心萃取机,解决大规模连续生产难题,在中铝广西崇左稀土矿山首次实现低浓度离子矿稀土浸出液直接萃取富集的工业应用,稀土从0.5 g/L左右萃取富集得到230 g/L左右的高浓度氯化稀土溶液,直接与稀土分离厂单一稀土萃取分离工艺衔接,从源头消除氨氮废水和含放射性废渣,工艺流程缩短了5步工序,稀土总收率提高8个百分点以上。2)研发成功低盐低碳无氨氮分离提纯稀土新工艺,发明了碳酸氢镁皂化萃取分离稀土及沉淀结晶原创技术。以自然界丰富廉价的钙/镁矿物为原料,回收利用稀土分离过程产生的氯化镁废水和CO2,连续碳化制备纯净的介稳态碳酸氢镁溶液(无市售产品),代替液氨或液碱等用于氯化稀土溶液分离提纯,实现镁盐、CO2等循环利用,从源头解决了长期难以治理的氨氮、高盐废水污染难题。目前,新工艺已在中铝广西国盛稀土公司、江苏国盛稀土等企业实现规模应用,镁盐及CO2循环利用率大于90%,且成本大幅度降低。实践证明:新工艺是一种全新的清洁生产技术,具有广阔的应用前景。