1 稀土资源分析稀土选矿评述肖国光余永富( 长沙矿冶研究院，4 1 0 0 1 2 )业已查明，稀土在地壳中的含量为地壳重量的0 0 1 O 0 2 ，其中镧、铈、错、钕、钇在火成岩和地壳上部的丰度，比钨、钼、钻、铅都多L 1 J ，因此稀土已不是很稀少的资源了。中国是世界上稀土资源最丰富的国家，稀土资源量居世界首位，全国三分之二的省、区发现稀土矿床、矿区达1 3 0 多个，其中主要的矿床分布在内蒙古( 白云鄂博氟碳铈矿、独居石混合型稀土) 、江西( 离子吸附型稀土) 、四川( 西昌氟碳铈矿) 、山东( 微山氟碳铈矿) 和广东( 南山海独居石砂矿) 等地区。2 0 0 0年，浙江发现了稀土矿L 2 J ，储量为3 0 0 0t ，这是浙江松阳县首次发现轻稀土工业矿床，填补该省无稀土矿的空白。中国稀土氧化物工业储量为3 6 0 0 万t ，占世界已探明稀土储量的8 0 。另外轻、中、重稀土元素齐全。在南方离子型稀土资源( 即风化淋积型稀土矿) 中，中、重稀土元素含量高，其储量占世界储量的9 0 ，世界稀土储量分布如表1 1 3 J ，世界百万吨级以上稀土矿床( 地区) 概况如表2 C 3 J 。我国不同产地的稀土矿物中稀土元素配分见表5 。世界上主要的稀土矿床除上述中国的矿床外，还有世界上最大的氟碳铈矿矿床之一美国加利福尼亚州南部的芒廷帕斯( M o u n t a i nP a s s ) 、越南都巴奥氟碳铈矿( 含R E 0 5 - - 1 3 ) 及俄罗斯科拉半岛铈铌钙钛矿。印度、澳大利亚和巴西独居石储量丰富，是独居石的生产大国。同时，近期世界各地区勘探发现了不少新的稀土矿床资源，据白鸽L 4 j 对世界2 0 多个矿区及海滨砂矿的统计( 表3 ) ，国外稀土资源量超过2 4 5 2 6 万t ，中国稀土资源量为9 1 0 0 万t ( 占2 7 ) ，国外有人估计全世界已探明具有前景的稀土资源高达6 亿t 。就当前各国拥有稀土资源量排序，中国仍居第位，稀土资源近9 1 0 0 万t ，依次为巴西( 7 1 0 0 万t ) 、澳大利亚( 6 2 9 0 万t ) 、俄罗斯( 4 6 7 3 万t ) 、美国( 2 9 1 9 万t ) 、越南( 约2 0 0 0 万t ) 、加拿大( 1 0 1 0 万t )和印度。就拥有高品位( 约1 0 ) 稀资源量的国家排序，则澳大利亚居首位( 7 0 0 万t ) ，俄罗斯次之( 3 0 0 万t ) ，美国居第三，估计有5 0 - - 1 0 0 万t ，巴西居第四( 3 0 万t ) ，中国居第五。表1世界稀土储量( a E O )表2世界百万吨级以上稀土矿床( 地区】概况酬：主：笋矿床烛篙；孑舍等q 资源量历t备注独居石澳韦尔德山碳酸岩风化壳水磷铝铅矿族齑水磷钇矿亚奥林匹克坝钾交代体独居石、氟碳铈矿9 44 503 ( Y 2 0 3 )05 - 0 9岩体直径4k m ，富矿体面积1k m 2 ，矿体厚4 0 9 0 n 2矿石2 0 亿t 。古铜1 6 音u 3 0 s00 6 4 ，含金0 6 1 0 69 9 = 啪一酬：筹矿床类型蒿等古资源量历t备注托姆托尔碳酸岩风化壳警篆：，j 耋善；希宾磷霞岩磷灰石05 - 2尔正；羹异笔嚣铌o n卡田加碱性花岗岩类氟钙钠钇石等13 2 3 8 0 0 - - 1 2 0 0富矿体面积约1 时。平均厚1 2 1 4 m ，1 2 6 0一般矿体击积2 3k m 2 。厚约1 0 0m6 6g e e 2 0 0 0礴矿石2 0 4 0 亿2 ，精矿含R E 2 q08 1 4 0 0z 1 0 2 储量8 0 0 0 万，异性蓖石音( R E q )23 2 0 0。( L R E 三几( 硼! ) 2 l ，共生N b 、T a 、z r 、H f 等! 竺：兰望：竺竺竺：! 竺二竺：兰三竺竺兰兰竺竺兰竺! 兰巴黼夏撇水篙筝m 1 - - ，28 ，0 0 ，*古_ 4 8 4 s 万t西塞斯姑什同上同上- 吲c e ，s 一裟害淼盈# 冶2 稀土生产应用具有工业意义的独立矿物或复合稀土矿物约5 0 - - 6 0 种，但最主要稀土矿物是独居石和氟碳铈矿，2 0 世纪5 0 年代前。稀土主要来自独居石。5 0 年代初美国芒廷帕斯氟碳铈矿选矿工业生产后，工业用稀土原料相当部分来自美国氟碳铈矿，1 9 9 8 年后由于中国稀土资源大量进入世界市场，美国芒廷帕斯氟碳铈矿接近于停产。又鉴于独居石含放射性元1 0 0素钍，近几年，独居石在冶炼生产中也受到限制。法国本身没有稀土资源，但法国罗迪亚公司是世界最大的单一稀土生产商，其分离原料从前主要用独居石，现因环保原因，稀土原料主要来自中国，产品则销往欧洲、美国和日本。日本无稀土资源，主要从中国、美国和独联体等国进口。通过对进口低值稀土原料加工，再向美国等出口高技术高附加值稀土产品。印度的独居石生产也处于半停产状态。1 9 9 9 年，中国稀土矿产品产量已经达到7 万t ，竺基0俄罗新稀土冶炼加工产品5 2 万t ，占当年世界稀土总产量的7 0 以上。生产各类单一和高纯稀土产品2 万t 。目前，我国已能生产4 0 0 多个品种近千个规格的稀土产品，成为世界上唯一能够大量供应各种品级、规格稀土产品的国家，是世界最大的稀土产品供应商，我国稀土产业在世界上已处主导和支配地位。稀土在传统产业上应用范围十分广泛，消费量大。1 9 9 7 年全球稀土消费总量为7 万t ( R E O ) ，其中传统产业如冶金机械、石油化工、玻璃陶瓷和农轻纺的稀土消费量约5 万t ，占7 0 7 3 。世界主要国家的传统产业稀土消费量见表4 。1 9 9 8 年我国稀士消费结构见图1 。表41 9 9 7 年全球稀土在传统产业中的消费量t R E O2( 1图11 9 9 8 年我国稀土消费结构示图特别地，稀土农用是中国稀士应用的新创举，到1 9 9 7 年底，共推广稀土农林累计达2 8 0 0 万h ( 4 2亿亩) 。消费稀土约1 4 万t ( R E o ) ，增产粮、棉、豆、油、糖、肉等达1 2 0 亿k g 。1 9 9 8 年我国农用稀土约0 3 万t ( R E O ) 。目前，稀土农用已成为中国继冶金机械，石油化工之后的第三大领域。农用稀土占我国稀土消费总量的2 0 。稀土在高新技术产业中的应用及发展也十分迅速，高新稀土功能材料主要包括稀土永磁材料、稀土储氢材料、信息显示材料、催化材料、超磁致伸缩材料、巨磁电阻材料等，其应用遍及航天、航空、信息、电子、能源、交通、医疗卫生等1 3 个领域的4 0 多个行业，它的发展既能形成一批新型高新技术产业，又能辐射、带动传统产业的技术进步。1 9 9 8 年全球的钕铁硼永磁材料的生产总量为1 0 0 9 0 t ，我国为4 1 0 0 t ，目前世界储氢材料年产约7 0 0 0 t ，我国约1 5 0 0 t 。在纳米技术和纳米材料方面，近3 - - 5 年，世界上正在研制纳米磁性液体用于选矿、纳米微晶稀土软磁材料、纳米磁致冷工质、纳米稀土巨磁阻抗材料等高新技术和产品。0 0 0 t 6 )3 稀土矿选矿技术及其发展白鸽【4J 对世界稀土资源主要类型进行了分类，认为有2 类6 种，即内生矿床3 种、外生矿床3 种。3 1 内生稀土矿选矿内生稀土矿在许多国家和地区都有发现，美国的芒廷帕斯稀土矿氟碳铈矿1 9 4 9 年发现( 含R E O7) 。1 9 5 4 年建成浮选厂，1 9 8 0 年稀土精矿生产能力达到4 万t 。碳酸钠、氟硅酸钠、木素磺酸铵作调整剂和抑制剂，塔尔油作捕收剂，p H8 8 ，生产含 R E O6 0 6 3 的稀土精矿，稀土回收率6 5 7 0 。1 9 9 8 年基本停止生产。都巴奥氟碳铈矿发现于2 0 世纪6 0 - - 7 0 年代含R E O5 1 4 ，矿石风化严重，采用手选一洗矿筛分一浮选脱重晶石一磁选工艺，氟碳铈矿精矿含R E O3 2 8 ，回收率6 3 - - 7 5 。科拉半岛铈铌钙钛矿是一种含稀土、铌、钛的矿物，主要采用重选、磁选，少量重选矿泥采用N M 一5 0 、硫酸、水玻璃等浮选。南非斯金凯普斯一克拉尔( s t e e n k a m p s k r a a l ) 独居石英脉矿床L 1 2J矿物结晶粒度粗，独居石含量高，一般含R E O +1 0 1 T h O z 为2 5 ，个别地段独居石含量高达7 0 、含铜1 3 。原矿经手选、磨矿分级后进行铜浮选，得到含铜1 3 5 、含R E o1 0 3 的铜精矿。铜浮选尾矿经过调浆后，在介质的p H9 8 的条件下进行独居石粗选、扫选和精选，可以从原矿含稀土氧化物2 7 2 中获得含R E O + T h O z5 0 、回收率为8 0 的独余永富院士b J 对我国四大主要稀土矿资源及稀土矿选矿技术及其发展进行了论述。3 1 2 包钢白云鄂博铁、稀土矿床3 1 2 1 矿石性质包头白云鄂博矿矿石地球化学性质有新的报道 6 - 8 】，包头氧化铁矿石的化学成分见表6 。稀土居石精矿。浮选尾矿中T R E O + T h 0 2 为8 7 。矿物中稀土元素配分见表5 。表5我国主要稀土矿稀土元素配分3 1 2 2 稀土选矿生产工艺现在包钢仍采用长沙矿冶研究院“八五”攻关成果弱磁选一强磁选一浮选回收铁、强磁选中矿浮选回收稀土工艺流程，该工艺流程充分地体现了“以铁为主，综合回收稀土矿物”的指导思想。包钢选矿厂处理原矿石9 0 0 万t ，产稀土精矿3 4 万t ( R E O ) 。氧化铁矿石磨矿至一7 4 “m 9 3 ，弱磁选选出磁铁矿，其尾矿在强磁选机磁感应强度1 4 T 条件下粗选，将赤铁矿及大部分稀土矿物选人强磁粗精矿中，粗精矿经一次强磁精选( 0 6- - 0 7 T ) ，强磁精选铁精矿和弱磁铁精矿合并送去反浮选脱除随磁选带人的萤石、稀土等脉石矿物得到合格铁精矿。强磁中矿( 精选尾矿) 含R E O9 1 2 、稀土回收率2 5 3 0 作为浮选稀土原料，采用H 2 0 5 ( 邻羟基萘羟肟酸) 、水玻璃、J 1 0 2 ( 起泡剂) 组合药剂，在弱碱性( o H9 ) 矿浆中浮选稀土矿物，经一次粗选、一次扫选、两次精选得到混合稀土精矿( 氟碳铈矿和独居石) 品位5 0 6 0 ，平均5 5 6 2 。稀土回收率1 2 5 6 ；稀土次精矿品位3 4 4 0 、稀土回收率6 0 1 ，稀土总回收率1 8 5 6 ，对强磁中矿的浮选作业回收率为7 2 7 5 ( 稀土精矿品位随市场需求调整) 。稀土选矿工艺流程见图2 。3 1 2 3 稀土矿物浮选药剂的创新与发展稀土矿物的浮选对我国稀土事业的发展起着重要的包头白云鄂博矿是我国稀土资源的主要产地，1 0 2强磁中矿( R E 09 7 样1 2 )稀土待矿稀士次精矿图2 包头白云鄂博矿强磁选矿浮选稀土矿物工艺流程作用，而稀土捕收剂在稀土矿物的浮选中又是起决定作用的因素，因此稀土捕收剂的研制一直是包头稀土资源开发的重要课题。我国先后研制成功并获得工业应用的稀土捕收剂有G 9 羟肟酸、环烷基羟肟酸、水杨羟肟酸、H 2 0 5 等。其中H 2 0 5 ( 卜羟基一2 一萘羟肟酸) 对稀土矿物具有良好的选择性，大大简化浮选药剂，仅需添加水玻璃，矿浆浮选p H9 。工业试验表明，采用一次粗选一次精选闭路流程，当给矿( 重选精矿) 品位为2 3 1 2 ，可得到品位为6 2 3 2 、稀土浮选作业回收率7 4 7 4 的稀土精矿。由于H 2 0 5 在使用时需要加入大量氨水，配制复杂，并且