我國稀土資源可持續利用問題亟待解決
據2010年1月美國地質調查局公布的數據,我國以包頭礦(氟碳鈰礦與獨居石混合礦)、四川礦(氟碳鈰礦)和南方離子吸附型礦為代表的稀土資源量為3600萬噸(以稀土氧化物REO計,下同),約占全世界的36%。雖然我國的稀土資源位居世界第一,但資源消耗過快、生產過程污染嚴重,資源高效和可持續利用已經成為必須解決的嚴峻問題。包頭礦是世界最大的稀土礦藏,屬于典型的含鐵、稀土、釷等資源的共生復雜礦,其中鐵、稀土和釷含量分別約為34%、5%—6%和0.02%。該礦自開采以來,始終以鐵礦需求量定產,原礦石年開采量已達1200萬噸,作為稀土主礦區的“主東礦”已開采過半;按目前開采量預計,其開采年限小于20年,稀土資源利用率不到10%,絕大部分稀土被排入尾礦庫,形成了一個規模與主東礦儲量相當、且賦存狀態和成分更為復雜的“人造稀土礦”。冶煉過程所產生的含氟、硫廢氣和高氨氮及高鹽堿廢水以末端治理方式加以處理,成本較高,難以徹底治理。更為嚴峻的是,廢渣中的放射性釷未加回收和有效利用,形成了重大污染隱患。
南方離子吸附型稀土礦的中重稀土(釤、镥及釔)配分高達30%—80%,其中的銪、鋱、鏑等中重稀土元素配分遠高于氟碳鈰礦和獨居石礦,是具有絕對競爭優勢的戰略資源。目前該礦主要采用先進的原地浸礦技術加以提取和富集。然而,地質條件對稀土回收率影響明顯,導致稀土資源流失和環境污染嚴重。
稀土分離主要采用溶劑萃取工藝,隨著國家環保要求的逐步提高,現有流程存在的酸堿消耗大、氨氮及放射性污染等問題日益突出,開發可達到國家《稀土工業污染物排放標準》的新型萃取體系及高效清潔分離工藝勢在必行。
自1988年以來,我國取代美、法等國成為全球最大的稀土生產國和供應國,滿足了全世界對稀土冶煉分離產品的需求,導致國外企業在競爭中逐步退出了稀土分離冶煉行業。近年來,隨著國內稀土應用和需求量的迅速增加,以及環保要求提高和出口政策調整,稀土原材料價格提高、出口量有所降低。西方發達國家一方面通過外交和政治手段向我國政府施壓,另一方面又加大了對我國稀土功能材料及器件制造的技術封鎖,試圖繼續壟斷高端稀土產品和應用市場。同時,國外新建和重啟稀土生產項目的勢頭強勁,近年內有可能形成與中國競爭的局面。
本報告試圖在分析國內外稀土資源、生產、應用狀況的基礎下,探討稀土科技和產業發展中的一些關鍵問題,旨在為我國稀土資源綠色、高效、高值化和可持續利用技術開發和政策制定提供參考性建議。(中國科學院院士、北京大學化學與分子工程學院教授 嚴純華)