張國成-開發(fā)利用云南稀土資源的建議

1、張國成 稀有金屬冶煉專家。1901年10月12日出生于云南昆明。1S66 年畢業(yè)于昆明工學(xué)院?，F(xiàn)任北京有色金屬研究總院高級工程師。1965年當(dāng)選 為中國工程院院士。主要從事國內(nèi)外各種稀土精礦的冶煉和單一稀土元素分 離的研究。世界稀土資源很豐富，分布地區(qū)也很廣，主要分布在中國、美國、澳大 利亞、印度、巴西、俄羅斯等地。按氧化稀土計(jì)算，總量達(dá)到M00多萬噸， 其中有儲藏在我國，僅內(nèi)蒙古白云鄂博地區(qū)，主東礦就蘊(yùn)藏著308多 萬噸以輕稀土為主的氧化稀土。在江西、廣東、廣西、云南等地也蘊(yùn)藏著上 百萬噸中重稀土資源。稀土雖然豐富，但稀土在世界上的用量并不大，到1965 年為止，世界稀土消費(fèi)量只有5-5 5

2、萬噸，世界稀土貿(mào)易額也只有4億美元， 稀土行業(yè)仍是一個小行業(yè)。按現(xiàn)在僅有的消費(fèi)量推算，全球已探明的稀土資 源可供人類使用2300多年，也不會感到資源的匱乏。因此絕不是擁有稀土資 源的國家就能壟斷稀土市場。要想成為稀土工業(yè)發(fā)達(dá)強(qiáng)國，主要取決于生產(chǎn) 技術(shù)的先進(jìn)與否。法國、日本無稀土資源，但在稀土的冶煉、分離和應(yīng)用領(lǐng) 域有其先進(jìn)的技術(shù)。他們購進(jìn)世界各地廉價(jià)的稀土中間原料，進(jìn)行深加工， 反而成為世界稀土的強(qiáng)國，獲取較高的利潤。我國自 一批稀土生產(chǎn)企業(yè)，當(dāng)時年產(chǎn)量只不過噸，經(jīng)過3多年兩代人的努 力，特別是改革開放以來，稀土工業(yè)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，在高峰期稀土工廠達(dá) 400多家，生產(chǎn)能力達(dá)到4萬噸以上。科研人

3、員創(chuàng)造了一批針對中國稀土資源特點(diǎn)的新工藝用于生產(chǎn)，使我國1S65年單一稀土氧化物年產(chǎn)量達(dá)到8519 噸，稀土總年產(chǎn)量達(dá)到4萬多噸的水平，占世界稀土總消耗量的&%,使中 國進(jìn)入世界稀土生產(chǎn)大國的行列。但大國不等于強(qiáng)國，稀土工廠很多是作坊 式的小廠，技術(shù)落后。這都將在激烈的競爭中被淘汰，如“生產(chǎn)拋光粉的稀 土小廠被淘汰”就是一例。今后再建稀土廠必須走“以質(zhì)優(yōu)價(jià)廉取勝”、“以 在高科技領(lǐng)域中的應(yīng)用取勝”的道路。不能單靠給外國生產(chǎn)初級原料過日子To今后應(yīng)建立現(xiàn)代化的大型稀土工廠，起點(diǎn)要高，才能有較強(qiáng)的競爭力。一般分為輕稀土礦和重稀土礦兩大類。前者以獨(dú)居石、氟碳缽礦為代表, 后者以磷祀礦、褐祀鉤礦為代表

4、，但重稀土儲量不大，曾岀現(xiàn)過氧化祀的短 缺現(xiàn)象。R年代。我國江西發(fā)現(xiàn)離子型稀土吸附礦（即淋積型稀土礦）,解 決了世界對氧化軋的需求。在此種礦中稀土含量很低，一般為Q %左右， 但易提取，稀土配分值變化很大，不同礦點(diǎn)有不同的配分。后來在廣東、福 建等地也相繼發(fā)現(xiàn)很多礦點(diǎn)，有輕稀土型、中輪富錯型和重稀土型礦。特別 是龍南重稀土型的離子吸附礦，其中冷Q/FW為56七,價(jià)值最佳.它的 開采應(yīng)用解決了世界上以上的需求量。有色金屬的王國云南也是一 個稀土資源非常豐富的地區(qū)，稀土礦的種類齊全，既有輕稀土資源也有重稀土資源。滇池地區(qū)磷灰石中含有稀土，但目前回收在經(jīng)濟(jì)上是不劃算的。個 舊地區(qū)也蘊(yùn)藏著大量的獨(dú)居石

5、，獨(dú)居石中天然放射性物質(zhì)氧化針含量高，用 它作原料生產(chǎn)稀土產(chǎn)品，必然附帶產(chǎn)岀用途不大的氧化社，這將造成環(huán)境污 染，所以目前世界上獨(dú)居石已逐漸被氟碳缽礦所取代。73年代四川安寧河谷 地區(qū)冕寧、德昌發(fā)現(xiàn)并開采氟碳缽礦，取得很好的經(jīng)濟(jì)效益。該礦沿河谷地 區(qū)發(fā)展，延伸到云南境內(nèi)，楚雄一帶也相繼發(fā)現(xiàn)了氟碳篩礦，這是云南很有 開發(fā)前景的稀土資源。除此之外，云南又發(fā)現(xiàn)了離子型稀土吸附礦，特別是 重稀土礦的價(jià)值很高。各種離子型吸附礦稀土配比數(shù)據(jù)見表1:組分名稱棉土配比（）巫稀土型中化富箱型輕稀土型121212qL 805 5026 5013 003L 3032 50CeqQ 20L 242 403 103 4

6、0IL 30p%qQ 90a 266 005 40& 705 40開q3 80IQ 002Q 0026 0028 102L 80旳q2 804 504 005 005 303 20Q 02a 09Q 80L 50Q 60a 35囲q5 705 504 005 904 50叱L 20L 10Q 60Q 60Q 50Q 36巾q8 405 804 003 10L 20L 70巴qL 80L 10Q 80Q 80Q 10Q 30em5 103 50L 80L 60Q 30Q 75旳qQ 80a 40Q 30a 20Q 10a 114 603 70L 20a 55Q 50Q 55gqQ 60a 50Q

7、 10ft 1605C%） 330噸，生產(chǎn)下列各種主要產(chǎn)品。產(chǎn)品年產(chǎn)雖（噸）品位（單價(jià)（尤/KC 總金額（萬元）200 99 992605200開q40 9Q 00170680刈q49& 0010040499 9519007602299 00290638II99 90380532合計(jì)2847850以年產(chǎn)an噸氧化輪規(guī)模新建的稀土分離廠，在當(dāng)今中國還是一個中字 輩的稀土廠，年產(chǎn)值只有方50萬元。而廣東陽江稀土廠也是一個以生產(chǎn)氧化 輪為主的工廠，年產(chǎn)值達(dá)3億多元，該廠還沒有原料基地。而云南建廠資源 條件比陽江好，只要經(jīng)營得好，趕超他們是有條件的。從重稀土氧化物中生產(chǎn)出表2的六種產(chǎn)品，我國的工藝技術(shù)

8、是成熟的， 不必做很多小型試驗(yàn)，即可直接進(jìn)行建廠設(shè)計(jì)。我院可提供比較先進(jìn)的工藝流程甘烷酸萃取分離氧化鉉的技術(shù)。1妙年清華大學(xué)在北京建成一個年處理50噸重稀土氧化物的萃取分離 車間，總投資為1400萬元，若在云南新建一個年處理重稀土氧化物5300屯的 萃取分離工廠（不包括礦山建設(shè)），其投資初步估算如下：總投資： 建筑面積：4000萬元3806?（生產(chǎn)車間）電力： 職工人數(shù)： 總產(chǎn)值： 年利潤：430kW182H2DO 人 戀0萬元 NOO萬元根據(jù)云南的具體情況，也可以考慮先建礦山。生產(chǎn)重稀土富集物外銷， 其中含F(xiàn)FO 9G%,均Q/REC0C%,目前每噸售價(jià)為4 6-4 8萬元，這對當(dāng)?shù)孛撠毷呛?/p>

9、有吸引力的產(chǎn)業(yè)。云南除了開發(fā)離子型重稀土吸附礦外，開發(fā)楚雄地區(qū)的氟碳市礦也很重 要。目前應(yīng)投入一定的人力、物力加強(qiáng)地質(zhì)勘探工作，確定礦區(qū)位置，提出 儲量數(shù)據(jù)和原礦中稀土的賦存狀態(tài)，組織力量進(jìn)行選礦試驗(yàn)。一般而言，安 寧河谷地區(qū)的氟碳缽礦粒度粗，易選別。預(yù)計(jì)云南氟碳缽礦也有相近似的特 性，故選礦工作量不會很大。氟碳缽礦已成為世界輕稀土的主要原料。我國 包頭雖有大量混合型稀土精礦（選鐵精礦的副產(chǎn)品），但因含磷和鈦高，用 它來生產(chǎn)稀土硅鐵合金時，磷使合金粉化，鈦又降低了合金石墨球化作用， 因此，需加脫磷工序。而用氟碳篩礦生產(chǎn)稀土硅鐵合金，則避免了上述不良 影響，在市場上很有競爭力。如果在楚雄地區(qū)開發(fā)

10、氟碳缽礦，首先應(yīng)考慮以 生產(chǎn)稀土硅鐵合金為主，它投資少，見效快。另外從氟碳缽礦生產(chǎn)單一稀土, 主要對象是二氧化缽和氧化鉉，因從氟碳缽礦生產(chǎn)二氧化篩和氧化欽工藝最 簡單，比從包頭礦中生產(chǎn)更經(jīng)濟(jì)。這一套技術(shù)為北京有色金屬研究總院的專 利。它是當(dāng)前國內(nèi)外冶煉氟碳篩礦的最佳選擇，只有采用此項(xiàng)技術(shù)，才能具 有與包頭稀土精礦抗衡的能力。在云南建立起礦山和冶煉分離工廠后，解決了稀土原料供給問題。各種 單一稀土和混合稀土化合物等產(chǎn)品雖可以出口創(chuàng)匯，但總產(chǎn)值不過一兩個億 人民幣。為了進(jìn)一步在稀土上多創(chuàng)利潤，必須向高產(chǎn)值的稀土功能材料領(lǐng)域 發(fā)展，它們是目前高科技的熱門貨。I稀土熒光材料：稀土元素有很多特異功能，這

11、取決于它們具有特異的 電子結(jié)構(gòu)。從La到Lu隨著原子序數(shù)從57增大到71,在內(nèi)層的4f軌道逐 一填充電子,這些被填充的4f電子被外層完全充滿的勞和聲電子所屏蔽。 4f電子不同的運(yùn)動方式使稀土元素具有很特殊的光、電、磁性能。利用稀土 4f電子在不同能級之間發(fā)生的躍遷（I躍遷和I躍遷），使稀土的發(fā)光 和光吸收作用別具一格，而制得了多種發(fā)光和激光材料。以氧化祀為基體， 以氧化鑄為激活劑的稀土紅色熒光粉，目前世界上的用量達(dá)到80多噸，用 作彩色電視機(jī)和三基色燈的紅色熒光粉，我國目前用量也達(dá)到18多噸，每 噸紅色熒光粉售價(jià)為80萬元。如果岀售原料氧化輪，每噸售價(jià)僅N萬元。 云南與上海已結(jié)成互相援助的兄弟

12、城市，可以從上海躍龍化工廠引進(jìn)熒光粉 的生產(chǎn)技術(shù)（上海躍龍是國內(nèi)熒光粉生產(chǎn)的先進(jìn)單位，產(chǎn)量達(dá)到18多噸， 產(chǎn)品大量出口）。在昆明創(chuàng)立一個 說釋的熒光粉廠，每年可創(chuàng)產(chǎn)值488 多萬元。2稀土永磁材料：現(xiàn)已成為稀土高科技市場的佼佼者，發(fā)展很快，它們 年產(chǎn)值已經(jīng)與傳統(tǒng)的鐵氧體和AINiCo磁體年產(chǎn)值相等。1妙年國際上稀土 永磁材料產(chǎn)量為513DA屯，我國1S65年產(chǎn)量為1刀0多噸，它已成為我國進(jìn)入 國際市場的主要產(chǎn)品之一。全國現(xiàn)有稀土永磁材料生產(chǎn)廠近15C嫁，許多廠 的規(guī)模小，技術(shù)差，設(shè)備落后，產(chǎn)品檔次不高，產(chǎn)品質(zhì)量還有待于進(jìn)一步提 高。云南稀土采冶工業(yè)發(fā)展起來后，稀土永磁體NcFeB唇的發(fā)展則勢在

13、 必行。稀土永磁為強(qiáng)磁材料，NcFeB磁能積可達(dá)到33-40兆高奧，8磁 能積為15_20兆高奧。它們的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，如計(jì)算機(jī)、核磁共振成像儀、 電動機(jī)、發(fā)電機(jī)、電聲器件、汽車工業(yè)等。所以，云南可利用稀土永磁體的 生產(chǎn)，帶動一批新興產(chǎn)業(yè)的建設(shè)和革新，其經(jīng)濟(jì)效益是非常可觀的。云南可 根據(jù)國內(nèi)外的發(fā)展情況和自身資源的特點(diǎn)，以高起點(diǎn)為準(zhǔn)，建設(shè)稀土永磁生 產(chǎn)線，參與國內(nèi)外稀土永磁市場的競爭。在國內(nèi)稀土永磁生產(chǎn)廠中，佼佼者當(dāng)數(shù)中科院三環(huán)公司。他們主要生產(chǎn) NcFeB體，1S65年7月，他們與中國有色金屬總公司合資購買了美國Q松司 粘結(jié)磁粉的經(jīng)營權(quán)，現(xiàn)年產(chǎn)量達(dá)2300多噸，其中118噸銷往日本。云南可 以

14、與三環(huán)公司合作或引進(jìn)技術(shù)，在高起點(diǎn)的構(gòu)想下，發(fā)展稀土永磁，將大有 可為。3稀土儲氫材料：這是當(dāng)前世界上高科技的熱門材料，很多研究單位均 在進(jìn)行工業(yè)應(yīng)用開發(fā)。稀土儲氫合金制冷冰箱已岀樣品。氫汽車已經(jīng)開始在 公路上試車行駛，裝載30公斤儲氫合金，儲氫容量8?,能行車18公 里，最高時速達(dá)1R公里。這是一種無污染的交通工具。無公害的稀土鎳氫 電池，近年來發(fā)展很快，日本1妙年產(chǎn)量達(dá)到2 1億支，1965年達(dá)到4 5 億支，用稀土合金2TAN30噸。美國的奧勞尼克、荷蘭的菲利浦都在大力 開發(fā)稀土儲氫電池，我國稀土儲氫電池也已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，研究單位很多， 其水平差不多，產(chǎn)品仍存在容量衰減，易自放電現(xiàn)象，

15、影響電池的壽命，加 之價(jià)格高，還有很多問題需要解決。國內(nèi)一些單位準(zhǔn)備從國外引進(jìn)稀土鎳氫 電池生產(chǎn)線，解決自身技術(shù)上的缺陷。我們認(rèn)為云南引進(jìn)銖氫電池生產(chǎn)線， 從滿足本省的需要來說，也是有前景的開發(fā)項(xiàng)目。稀土除在上面三大高新科技領(lǐng)域中的應(yīng)用之外，傳統(tǒng)的“老三樣”冶金、 玻璃陶瓷和石油裂化催化劑方面的應(yīng)用也有長足發(fā)展，稀土農(nóng)肥在云南煙草 中使用效果很好，云南稀土工業(yè)的開發(fā)將會對促進(jìn)云南工業(yè)的發(fā)展起到良好 的作用。過去云南稀土工業(yè)發(fā)展慢，所以稀土方面的專業(yè)技術(shù)人才少，要建現(xiàn)代 化的大型企業(yè)，離開人才是不行的。好在云南有昆明貴金屬研究所、昆明冶 金研究院和昆明大學(xué)，研究力量雄厚，過去做過許多濕法冶金工作，若轉(zhuǎn)而 研究稀土濕法冶金分離、礦石分解、萃取、