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中国地科院成都所稀土矿综合利用技术创新纪实
2015-04-24 | 作者: 周飞飞 | 来源: 中国国土资源报 | 【 】【打印】【关闭
  “珍惜地球资源转变发展方式—提高资源利用效益”,是今年世界地球日的宣传主题,也是国家未来发展对地质科技工作的要求和期望。地球日前夕,记者来到中国地质科学院矿产综合利用研究所,在这个长期从事矿产综合利用新技术、新方法、新工艺研究的中央公益性地质科研单位中,认识了熊文良和他的稀土资源综合利用科研创新团队。
  年轻的稀土 技术创新团队
  在简要介绍所里近几年工作重点之后,所长刘亚川向记者特别推荐了所里的一个科研团队——稀土矿“浮团聚磁选”新工艺创新团队。
  这一团队,针对我国轻稀土、稀有金属矿山存在采选回收率低,尾矿及排土场固体废物数量巨大、共伴生有用成分多、综合利用潜力大、存在放射性及其他环境污染隐患等具共性的技术难题,在一些典型轻稀土型矿山,开展了绿色高效轻稀土矿及稀有金属矿选矿药剂及工艺技术研究,通过自主创新和技术集成,重点了突破低品位复杂轻稀土、稀有金属矿,轻稀土尾矿和排土场固体废料中稀土及稀有元素回收利用关键技术,提高了难选轻稀土矿稀土回收率和稀有元素综合利用率,形成了一批具有自主知识产权的轻稀土矿及稀有金属矿选矿药剂、工艺和尾矿资源化技术成果。
  他们通过多个项目,开发出具有全面提高轻稀土稀有等复合资金属利用率的矿物加工新技术,增加了我国轻稀土和稀有金属资源的经济利用量,为显著提高复合资源利用率提供技术支撑,实现了我国稀土矿、稀有金属矿及尾矿等固体废弃物资源中有价成分的高效回收和综合利用,从而推动我国矿业及区域经济、社会、生态环境的协调发展。“以前我们的表彰都是面对个人,去年第一次表彰了科技创新团队,他们就是其中之一;他们将成为综合所树立的优秀创新团队样板。”刘亚川说。
  很快,记者便见到了这一创新团队的带头人——熊文良。出乎意料的是,这位选矿专业高级工程师、矿冶研究中心副主任、已成为综合所稀土研究领域学科带头人的小伙子,今年只有36岁,看起来甚至还有点腼腆。不过,据刘亚川介绍,他已主持过国土资源部公益行业科研专项1项,重大海外稀土项目4项,实现稀土类创新技术工业转化1项,“他和他的团队,为综合所稀土业务领域方向的建立和发展作出了杰出贡献”。
  “我们的团队总共7人,平均年龄只有30多岁,有博士,硕士,还有一位女士。”熊文良介绍说,“别看我们组建时间只有短短几年,但我们特别团结,而且特别有朝气有闯劲儿。”
  突破固有思维 寻找创新突破口
  刘亚川告诉记者,2010年,为了挖掘青年科技人才,所里推出了由“相马”变为“赛马”的人才机制。刚刚三十出头,但从2005年毕业就开始研究稀土的熊文良被安排与老专家一起,分别对同一研究项目进行独立、竞争式研究。
  初出茅庐的熊文良,研究经验和试验物质条件都处于劣势,可他有着一种迎难而上的拼劲和敢想、敢试的闯劲。没有自己的试验室,没关系,可以等待别人完成试验后,借用他人的试验室;没有经验,没关系,多花时间多下力气,全面梳理近10年来能够收集到的相关领域的研究资料,一点点寻找创新的突破口。就这样,从早到晚,一个个技术问题,不停地在他脑子里转来转去。
  一天,刚刚做完实验的他,忽地灵光闪现:过去总是把重点放在药剂研究上,为什么不想法儿改变工艺结构呢?他从试验室的椅子上一下子跳了起来。直到今天,他还记得当时的那种狂喜和冲动。后来的事情几乎是顺理成章,他从这次“赛马”机制中脱颖而出。
  2011年,以熊文良为组长的稀土综合利用新技术创新团队组建成立。他们针对某稀土矿选矿回收率低等难题,历经三年的持续攻关,研发了一种新型绿色稀土矿高效捕收剂Wx,该药剂具有捕收性能强、选择性好、对温度要求低等优点,成功实现了含泥稀土矿的常温浮选抛尾。在此基础上,项目组创造性地提出了稀土“浮团聚磁选”新工艺,即首先采用浮选预富集稀土矿物,并形成稀土矿物聚团,然后采用加密网状介质高梯度强磁机对浮选预富集精矿进行进一步磁选提纯,最终获得稀土总量品位大于60%的稀土商品精矿。
  “这个矿山的稀土矿是业内公认的难选稀土矿石。目前,国内外稀土矿选矿多采用‘重—磁’、‘磁—浮’或‘重—磁—浮’联合工艺,对易选稀土矿能获得较好的选矿指标。然而,该稀土矿矿泥含量大,矿物嵌布粒度细,传统选矿工艺和常规浮选药剂均不能有效的解决含泥稀土矿石的回收难题,企业采用的‘重—磁—浮’联合工艺获得的稀土回收率仅为20%左右。熊文良团队提出的稀土‘浮团聚磁选’新工艺,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方法,为稀土矿的高效利用提供了一套全新的技术。新工艺可以大幅降低企业生产成本,同时提高选矿回收率,为国内外同类难选稀土矿矿石的综合利用具有极好的借鉴作用和产业化前景。”刘亚川高兴地介绍。
  2013年秋季,项目组历时30天,在一稀土矿选矿厂开展了稀土“浮团聚磁选”新工艺的工业试验,试验规模600吨/天,工业试验稳定运行15天,使稀土回收率由原有的20%提高至50%以上,实现了新工艺的顺利“落地”,获得了矿山企业的高度认可。以目前矿山企业原矿处理能力60万吨/年规模的选厂矿计,采用稀土“浮团聚磁选”新工艺后,企业每年可多生产REO品位大于60%的稀土精矿约7385吨,企业全年产值将增加约2.2亿元。2014年,2500吨/日选厂新线成功投产。
  来自业内专家的评论更加令人鼓舞:“稀土‘浮团聚磁选’新工艺,将为世界轻稀土矿选矿带来了一场技术性革命!”
  为研究全球 最热矿产而自豪
  说起稀土矿,文质彬彬的熊文良立马热情高涨。
  他告诉记者,稀土、稀土金属是高新技术领域中多种功能材料的重要原料,在现代工业中一直占有重要地位。目前,稀土、稀有金属已经成为全球关注的具有战略意义的重要资源。我国稀土、稀有金属资源储量丰富,但一直存在采选回收率低、固体废物数量巨大及综合利用程度低等技术难题,造成国家矿产资源的极大浪费和生态环境的沉重负担。
  “我们成功申请了2012年国土资源部公益性行业科研专项经费项目,针对稀土、稀有金属矿山存在的这些问题,协同国内优势单位进行了攻关。这一项目极大促进了我们在稀土矿综合利用方面的科研能力。”
  在理想和信念的牵引下,这一年轻团队迸发出的创造力是惊人的,不仅研制出了具有国际领先水平的“浮团聚磁选”稀土选矿新工艺和新药剂,获得了两项技术发明专利,还研发出了多种综合利用新工艺。
  针对长期闲置的湖北省竹山县庙垭铌稀土矿为特大型铌稀土矿床,开发出铌—稀土矿综合利用新工艺,大大加快了该矿开发利用的步伐;以某稀土矿尾矿为研究对象,研发了固体废弃物综合利用新工艺新方法,实现了尾矿等固体废弃物资源中有价成分的高效回收和综合利用,降低了选矿企业的固体废弃物排放量,增加了企业的经济效益,并极大地丰富了国内选矿企业尾矿处理模式,为国内选矿尾矿等固体废弃物的处理积累了经验、奠定了基础;针对大型碱性花岗岩稀有金属矿床,研发了选矿回收利用的新工艺,解决了由于矿石嵌布粒度细、单体解离难造成的矿石综合回收利用低、选矿回收困难等技术难题,实现稀土、铌及锆等稀有金属的综合利用,而且推进了稀有金属的选矿理论、选矿工艺及选矿设备等方面的发展,促进了稀有稀土资源综合开发利用能力,提高资源利用率,减少环境污染。
  ……
  “技术不能停留在试验室里。”熊文良认为,衡量一个技术成果的优劣,最终要看该技术能否实现产业转化。这几年,这个年轻的团队跑了一个又一个稀土矿山,度过了一个又一个不眠之夜,也为企业解决了一个又一个难题。“看到我们研发的新技术在矿山‘落地’,为企业解决了实际问题,是我们最开心的事情。这也是对我最大的奖赏和鼓励。”
  看得出,熊文良对研究稀土综合利用技术的工作是极为热爱的。“稀土是全球最热的资源之一,我特别高兴也特别自豪,能够以研究它、提高它的资源利用效益为事业。”熊文良对记者如是说。
  解决国外稀土 企业综合利用难题
  全球最热的资源,当然会显现出来自全球的热切需求。
  据刘亚川介绍,成都综合所承担了大量国家公益性和来自企业的商业性项目,但国际项目并不多。“目前,我们所的国外项目基本上都集中于稀土领域。先后与南非、美国、澳大利亚、坦桑尼亚等国的海外矿业公司签订了选矿技术合同,合同金额接近2000万元人民币。海外市场的成功开拓,不仅扩大了我所在相关技术领域的世界影响力,也为全所的市场创收作出了很大贡献,使我所海外业务市场实现了跨越式增长。”
  “稀土选矿的技术是一项科技含量很高的技术,跟其他的铜矿、铁矿等不一样。”熊文良告诉记者,全球稀土正在逐步形成多元化的供应格局,而国外的稀土资源普遍比国内的资源性质复杂,这一点正好与除稀土之外的资源相反。因此,这几年,国外企业在这方面的需求越来越明显。
  面对各种各样的需求,熊文良的团队总是能提供令人满意的服务。比如,他们把“浮团聚磁选”工艺用在了澳洲的稀土矿中,大大提高了稀土回收率,同时采用选冶联合流程提高了稀土精矿品位;在正在开展的美国的稀土矿研究中,他们采用温和浸出技术解离矿物,使稀土矿物富集比达到100倍,而且通过选冶全流程实现了多种矿物的综合利用。
  尽管这几年他们在稀土高效利用技术上的创新成果引人瞩目,解决了多个国内国外稀土矿山企业单位产品能耗高、回收率低等问题,也引来了越来越多的合作者,但熊文良并没有满足。他说,下一步他和他的团队打算在现有基础上继续开展新工艺、新药剂的机理研究,争取逐渐形成一套系统的技术知识理论体系,从而进一步促进稀土稀有金属选矿技术的发展。
  当然,理论不能脱离实际,技术不能离开应用。他们还将全力做好成果转化应用的准备工作,加快科研成果的推广应用。“现在,我们考虑得最多的就是如何从技术创新着手,解决好成本和环境的问题,即实现技术与经济、环境的有机结合。”
  “这几年国际矿业形势发生了很大变化,但国际上对稀土资源的应用和重视程度只会越来越加强。现在我们针对轻稀土的关注和研究比较多,今后还会在范围和深度上逐步拓展深化。我相信,在稀土矿综合利用技术研究领域,我们的团队还能做得更多、做得更好。”看着熊文良蓬勃的热情与自信,记者不由得发自内心地感叹:“年轻的团队充满朝气,年轻的事业无限光明。”
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