863计划“特殊物性和组成稀土氧化物高效清洁规模化制备技术”课题通过验收
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日前，由北京有色金属研究总院牵头承担的863计划新材料技术领域“特殊物性和组成稀土氧化物高效清洁规模化制备技术”课题在江苏泰兴顺利通过验收。
课题组开发成功具有自主知识产权的碳酸氢镁皂化P507萃取分离稀土规模化制备技术，镁和二氧化碳回收利用率大于90%，材料成本降低35%以上，无氨氮废水污染；开发成功溶剂萃取法规模化制备超高纯稀土氧化物新工艺及装备，获得5种纯度大于99.999%的稀土氧化物，Fe2O3杂质含量小于1ppm，SiO2、CaO等杂质含量小于5ppm；开发成功新型稀土沉淀结晶技术，实现大比表面氢氧化镧、大比表面氧化钇、小粒度类球形镧铈铽共淀物等特殊组成和物性的稀土氧化物规模化制备，粒度、形貌等物性指标可控。
高端稀土功能材料用特殊物性和组成稀土氧化物高效清洁制备技术取得重大突破
在国家863计划支持下，针对稀土高效清洁生产需求，课题组重点开发了具有自主知识产权的低碳低盐无氨氮稀土萃取分离新技术。该技术利用自然界广泛存在的钙镁矿物和回收的二氧化碳气体经过连续碳化，制备出纯净的碳酸氢镁溶液，完全替代液氨或高成本的液碱应用于稀土萃取分离，在江苏省国盛稀土有限公司形成了年产2000吨稀土氧化物高效清洁萃取分离示范线，运行结果表明：新技术完全消除了氨氮废水污染，镁和二氧化碳回收利用率大于90%，稀土萃取回收率达到99.5%以上，材料成本降低35%以上。该技术已与中铝广西稀土签订技术转让合同，拟在广西崇左建立5500吨规模稀土冶炼分离厂，目前已完成初步设计工作。
为了满足高端稀土功能材料对超纯稀土氧化物的需求，课题组进一步发展串级萃取理论至含不同价态的多组分体系，以联动萃取高纯化的工艺新思想为指导，开发出工艺仿真及设计软件程序，建成了国际上首条年产百吨级超纯稀土氧化物溶剂萃取分离提纯生产线，生产获得5种纯度大于5N的稀土氧化物，Fe杂质小于1ppm，SiO2、CaO 等杂质小于5ppm。此外，还与美国Bloom Energy公司合作建立了1条20吨/年纯度达5N级以上高纯氧化钪生产线，以满足固体氧化物燃料电池电解质、激光晶体材料的开发应用。
为了满足高端应用对特殊物性稀土氧化物的需求，课题组开发出新型稀土沉淀结晶技术，以碳酸氢镁代替碳酸氢铵等传统沉淀剂，从源头解决了氨氮废水污染问题。通过沉淀结晶制度、前体沉淀工艺和专用设备开发，制备出功能陶瓷和磁性材料用大比表面氢氧化镧和氧化钇、高端荧光材料用小粒度类球形镧铈铽共淀物产品等，部分产品已规模出口到美国、日本等发达国家。
经过两年多的攻关，本课题实现了特殊物性和组成稀土氧化物规模化生产，并在稀土氧化物制备过程中大幅度减少三废排放，工艺绿色环保。该项目创新性成果的应用，将对于提高稀土材料性能和产品附加值，促进我国稀土产业升级换代及健康可持续发展具有重要推动作用。
