池汝安:中国稀土具有明显资源和技术优势

2010-11-10 09:18 来源: 科学时报
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  稀土是当今世界各国发展高新技术和国防尖端技术、改造传统产业不可缺少的战略物资。世界各国对稀土资源的控制和争夺日益加剧,发达国家均将稀土列为战略资源,将稀土新材料研究和相关应用产业作为重点发展领域。在日前举行的以“中国稀土资源的高效提取与循环利用” 为主题的第377次香山科学会议上,会议执行主席、武汉工程大学教授池汝安在接受记者采访时表示,中国稀土具有明显资源和技术优势。

稀土第一大国

  “资源第一,占世界的59%;生产第一,占世界的95%;应用第一,占世界的50%;出口第一,占世界的80%。”本次会议的主题评述报告用4个第一概括了中国稀土在世界上的地位。美国地质调查局2008年1月《矿产品摘要》统计发表的世界稀土资源工业储量分别为8800万吨和15000万吨,这其中中国分别占30%和59%,均位居世界第一。

  池汝安介绍说,稀土在地壳中分布很广,并不稀少,只是稀散而已。稀土的命名是基于稀土在地壳中稀散,且稀土的氧化物像土,而称稀土,得名于18世纪。稀土元素包括15个镧系元素和钪及钇,共17个元素。

  我国不仅稀土资源丰富,而且资源分布广,矿物种类齐全,特别是世界罕见的离子吸附型稀土矿,富含稀缺贵重的铕、铽、镝、铒、镥、钇等中重稀土元素,综合利用价值大。我国已发现的重要稀土矿床,常与多种金属或非金属矿物共生,许多稀土矿床为稀土—铌、稀土—铁、稀土—磷、稀土—稀有金属等共生矿床,且储量都很大,有用组分含量高,可在开采主元素的同时回收利用与之伴生的有益元素,经济效益可观。

  在稀土矿中,全球主要的工业稀土矿物有3种:氟碳铈矿,独居石,风化壳淋积型稀土矿。它们约占稀土总量的80%以上。我国的内蒙古包头白云鄂博稀土矿是世界稀土总量最大的稀土矿;四川的攀西稀土矿是单一的氟碳铈矿,属易选稀土矿,出产轻稀土;风化壳淋积型稀土矿主要分布于我国江西、福建等南方六省区,是我国唯一工业利用的稀土矿,也是国际上最畅销的稀土矿。这种矿的特点是矿点多,分布广,易开采,产品不含放射性,特别是稀土配分中重稀土高,只有我国才开采,最具竞争力。

  从20世纪三四十年代开始,欧美等国开始稀土提取,此后都因环保等方面的问题而相继停产。我国稀土资源的开发始于上世纪50年代,经过近60年的努力,已建立了较完整的产业链和工业体系,并发展成为世界稀土生产、出口和消费的第一大国,在世界上具有举足轻重的地位。20世纪80年代开始,世界稀土冶炼分离工业的中心逐步转到中国。2008年,我国稀土产品产量达到13.46万吨,占世界总产量的95%以上。

拥有世界顶级技术

  “在稀土资源开发方面,我们的技术远远比其他国家先进。”池汝安说。

  国外这些稀土矿的开采从经济和技术上都无法和我国相比。目前稀土选矿都是利用浮选、磁选及重选;稀土提取主要采用浸出;稀土矿的分解主要用酸法焙烧或碱法焙烧分解;稀土分离主要是用溶剂萃取和离子交换及色层分离,我国都已掌握这些技术。池汝安介绍,中国工程院院士余永富发明的内蒙古包头白云鄂博稀土矿弱磁—强磁—浮选工艺;中国工程院院士张国成的酸法焙烧处理包头稀土精矿工艺;中国科学院院士徐光宪的串级萃取理论和实践,这些技术都是世界顶级技术的代表。

  而池汝安本人也见证并参与了池浸工艺、堆浸工艺和原地浸出工艺等三代工艺的发明和应用。

  对于媒体有关印度要用日本的提炼技术提高其稀土的价格优势的报道,池汝安肯定地说,虽然技术优势可以体现在价格优势上,但印度的稀土矿都是海滨砂矿,也只能生产轻稀土。我国早期曾用海滨砂矿生产过稀土,由于它是难处理的矿石,且处理后遗留下许多放射性废渣,我国早已将其淘汰;况且海滨砂稀土矿仅能生产出轻稀土,只能缓解对镧元素和钕元素的需求,同样也会造成铈元素的积压。因此,印度要用日本的提炼技术提高其稀土的价格优势,也仅仅是对个别稀土元素有效,根本不能改变稀土需求的格局。因为印度的稀土资源缺乏中重稀土,即使是有再好的技术也难以发挥作用。

  池汝安认为,美国、日本等国家的先进技术主要体现在制备高纯的单一稀土和稀土应用材料方面,如磁性材料、光学材料、激光材料、核应用材料、催化材料、介电材料、储氢材料等,特别是高新技术和现代武器装备方面。

寻找替代品难度极大

  当被问及“美日等国之前曾说要开发稀土替代产品应对中国方面的出口禁令,是否可行”,池汝安回答:“短期内不可行。”

  池汝安解释说,稀土元素有特殊的电子构型,含有活泼的未充满或未成对的f电子,而这些f电子的跃迁性能特殊,因而产生特殊磁性质、电性质和光性质等,其他元素没有这些性能,因此寻找替代品的难度非常大。获得稀土的其他途径可能有:从含稀土的磷矿制造磷酸时回收稀土,但也以轻稀土为主,且含量很少,成本很高;另外,从含稀土的废旧电器或材料中回收稀土,这可能是美国、日本这些国家减少进口稀土的主要途径。

  对于美国想重新启动本国稀土矿生产的这一想法,池汝安认为,如果有资金投入,美国最多10年就能恢复生产,但估计美国短期内难以融到资金,目前即使美国对其稀土矿进行开采,仍然没有价格优势,可以认为美国要恢复生产稀土可能需要很长一段时间。“也许他们只是嚷嚷而已,根本不会开采。只要我们管住风化壳淋积型稀土矿中重稀土矿的出口,就能控制住世界稀土产业,我们就有世界稀土价格的话语权。这是我们控制稀土市场的关键。”池汝安说。

  池汝安等与会专家指出,随着我国稀土产业的快速发展,稀土矿产资源的消耗速度加快,稀土分离提取过程存在资源利用率低,化工材料及能源消耗高,排放大量含氟、硫废气、氨氮及高盐度废水及放射性废渣,稀土伴生资源及二次资源未有效回收利用,资源浪费和环境保护问题也日益引起各级政府的重视,急需解决节能环保的高效提取及资源的循环利用等科学问题。针对稀土行业存在的问题,应重点研究开发稀土高效清洁提取与综合利用技术,从源头减少三废污染,减少消耗,降低成本,提高资源综合利用率。