稀土礦為啥這么難選？究竟難在哪？

稀土礦又稱稀土元素礦或稀土金屬礦，主要在地殼中以礦物形式存在，作為礦物的基本組成元素，以離子化合物形式賦存在礦物晶格中，構(gòu)成礦物必不可少的成分。

稀土礦共有17種元素，即鑭（La）、鈰（Ce）、鐠（Pr）、釹（Nd）、钷（Pm）、釤（Sm）、銪（Eu）、釓（Gd）、鋱（Tb）、鏑（Dy）、鈥（Ho）、鉺（Er）、銩（Tm）、鐿（Yb）、镥（Lu）、鈧（Sc）和釔（Y），這些元素異常珍貴，是無數(shù)高精尖產(chǎn)業(yè)主要的原料，具有重要的經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略價(jià)值。

從冶金、石油、化工、玻璃、陶瓷，到電子、民生，再到隱形戰(zhàn)機(jī)、核潛艇以及制導(dǎo)導(dǎo)彈，每一行業(yè)都離不開稀土，因此稀土也被稱為“萬能之土”。

稀土元素—鑭，是光學(xué)儀器須的材料，也是軍事設(shè)備的主要元素，與釓、釤結(jié)合，可制成軍用防輻射涂料[1]。

稀土元素—銪和釔，是電視、電腦顯示屏的主要材料，它決定了電視、電腦屏幕的鮮艷度和清晰度。

稀土元素—釹，是決定相機(jī)、手機(jī)像素高低的主要原因，照片是否清晰，全靠它。

稀土元素的用量雖然很少，在其他原料中只要加入微量的稀土元素，便能大幅度提升產(chǎn)品質(zhì)量及性能，因此稀土也被譽(yù)為現(xiàn)代工業(yè)的“維生素”。

全球用稀土，但并非全球有稀土，也并非全球都擁有稀土選礦技術(shù)。目前，僅中國擁有完備的稀土產(chǎn)業(yè)鏈。

那為什么稀土礦選別這么難？

主要是因?yàn)?/strong>稀土礦本身礦物性質(zhì)復(fù)雜、工藝技術(shù)要求高、缺少人才、稀土礦污染問題。

一、礦物性質(zhì)復(fù)雜

稀土礦組成非常復(fù)雜，且礦物成分多樣，其有用礦物與脈石礦物也較多，在選別過程中需要通過多重聯(lián)合工藝完成，且對(duì)選礦技術(shù)的要求非常高。

例如：稀土礦中獨(dú)居石砂礦，不僅礦物組成復(fù)雜，其獨(dú)居石的含量?jī)H占1-5%，含量有可能達(dá)到10%以上，但較低的含量可能僅占0.5%左右，與它伴生的重礦物如磷釔礦、鋯螢石、金紅石、鈦鐵礦等，脈石礦多為石英、長石、綠泥石、電氯石、石榴石等，對(duì)于該種獨(dú)居石礦砂，需要通過重選、磁選、電選等多種工藝聯(lián)合進(jìn)行選別[2]。

再如：白云鄂博礦屬于由71個(gè)元素組成的119種礦物復(fù)雜型稀土礦，其中Fe、RE、Nb、CaF₂、P、Mn、Ti、K等礦物均有回收利用的價(jià)值，此外還發(fā)現(xiàn)11（或以上）種稀土礦物，主要以氟碳鈰礦和獨(dú)居石為主，其嵌布粒度細(xì)小，與其他有用礦物及脈石礦物之間的選礦性質(zhì)差異非常小，要從如此復(fù)雜的礦種中分選出稀土礦是相當(dāng)困難的[3]。

二、工藝技術(shù)要求高

將稀土礦精礦分解，獲得混合稀土化合物后，為獲得單一純稀土元素，需針對(duì)每種元素進(jìn)行提純工藝，這種工藝要求非常復(fù)雜、困難，因此對(duì)于工藝、技術(shù)的要求非常高。其主要原因如下：

稀土元素之間的物理、化學(xué)性質(zhì)都非常相似

稀土元素之間的物理、化學(xué)性質(zhì)都非常相似，大部分稀土離子半徑居于相鄰兩元素之間，在水溶液中都是穩(wěn)定的三價(jià)態(tài)，又受水物質(zhì)的保護(hù)，使稀土離子與水的親和力很大，因此分離提純的工藝技術(shù)要求非常高。

稀土礦中伴生的雜質(zhì)多

稀土精礦分解后，得到的混合稀土化合物中伴生的雜質(zhì)較多，如鈾、釷、鈮、鉭、鈦、鋯、鐵、鈣、硅、氟、磷等，因此分選工藝技術(shù)非常復(fù)雜。

因此在分選稀土元素的工藝技術(shù)中，不僅需要考慮其十幾個(gè)物理、化學(xué)性質(zhì)非常相似的稀土元素之間的分離，還要考慮稀土元素與伴生雜質(zhì)之間的分選[4]。

三、缺少人才

說到人才，美國是稀土開發(fā)較早的人才聚集地，也是全球稀土供應(yīng)源之一。到90年代，美國開始封存自己的稀土礦，限制進(jìn)而停止稀土開發(fā)，轉(zhuǎn)而從我國進(jìn)口稀土作為戰(zhàn)略儲(chǔ)備。再到后來，其他擁有大量稀土礦的西方國家也開始紛紛停止稀土礦開發(fā)，轉(zhuǎn)而從中國進(jìn)口稀土資源。

這個(gè)時(shí)期，白云鄂博稀土礦正處于瘋狂開發(fā)階段，也正因如此，中國漸漸建立起了其龐大的稀土技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈。

據(jù)國外稀土開發(fā)公司Lynas的執(zhí)行官在接受《紐約時(shí)報(bào)》采訪時(shí)所說，“我認(rèn)為稀土行業(yè)中，有大約100名博士在中國境內(nèi)從事應(yīng)用并從事技術(shù)開發(fā)”。當(dāng)問到中國以外有多少博士時(shí)，這位執(zhí)行官用手指擺出了一個(gè)“0”的手勢(shì)。

由此可見，在龐大的稀土產(chǎn)業(yè)鏈背后，全球缺少人才是不爭(zhēng)的事實(shí)。

四、稀土礦污染問題

稀土開發(fā)利用技術(shù)不僅會(huì)對(duì)周邊的水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境造成污染，也會(huì)影響下游稀土礦元素，再開采，便難上加難。

某些稀土礦會(huì)采用“原地浸取”的開采工藝，即在地表直接挖掘注液孔，將電解質(zhì)溶液經(jīng)注液孔注入到礦體中，吸附在礦體黏土礦表面的稀土離子與電解質(zhì)溶液中的陽離子發(fā)生交換解析，形成稀土母液，回收母液后再從中提取稀土。

該工藝中形成的母液會(huì)發(fā)生滲漏，通過巖土層的垂直入滲，隨著風(fēng)化帶內(nèi)所含水、大氣降雨下滲的地表水在風(fēng)化帶的運(yùn)移，會(huì)將含礦風(fēng)化帶中殘留的稀土帶入到下游的地表水或下方地勢(shì)較低的上體含水層中，導(dǎo)致地表水和地下水中稀土和金屬離子的含量增多，使其pH值發(fā)生變化，為此，不僅會(huì)污染水質(zhì)，對(duì)于下游稀土礦的采選更增加了難度[5]。

針對(duì)以上四大難題，我國一直在不斷研發(fā)新技術(shù)，培養(yǎng)新進(jìn)人才，在稀土污染方面更是推出了相應(yīng)的政策，除加大環(huán)保治理外，還建立了稀土開采生產(chǎn)的準(zhǔn)入條件，對(duì)于離子型稀土禁止采用池浸、堆浸等落后的工藝，并針對(duì)環(huán)保不達(dá)標(biāo)企業(yè)實(shí)施停業(yè)管理。

在過去的幾十年里，我國稀土資源的粗放式開發(fā)模式，導(dǎo)致大量的稀土資源流失，因此我國對(duì)于稀土的開發(fā)控制非常有必要。

參考資料：

[1] 李中華 張衛(wèi)平 劉甲祥 《稀土材料在現(xiàn)代軍事技術(shù)上的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)》-湖南稀土金屬材料研究院

[2] [3] 曹興蘭 李芳積 劉劍軍 《中國稀土選礦工藝進(jìn)展》 稀土研究室

[4] 印萬忠 王余蓮 《金屬、非金屬選礦技術(shù)問答》 化學(xué)工業(yè)出版社

[5] 韓德飛 《稀土礦開采對(duì)環(huán)境的主要影響及保護(hù)措施》 福建省環(huán)境科學(xué)研究所