稀土礦采選工藝技術(shù)方案一、引言稀土作為“工業(yè)維生素”，其元素的獨(dú)特理化性質(zhì)使其在新能源、高端制造、國防科技等領(lǐng)域具有不可替代的作用。稀土礦采選工藝的合理性直接決定資源利用率、生產(chǎn)成本與環(huán)境影響，因此需結(jié)合礦種特性、環(huán)保要求與技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，構(gòu)建高效、綠色的采選技術(shù)體系。本文從資源類型出發(fā)，系統(tǒng)闡述主流采選工藝的技術(shù)要點(diǎn)、優(yōu)化路徑及創(chuàng)新方向，為行業(yè)實(shí)踐提供參考。二、稀土礦資源類型與特性分析稀土礦按礦物賦存狀態(tài)與化學(xué)性質(zhì)可分為離子型稀土礦、巖體型稀土礦（如獨(dú)居石、磷釔礦）、氟碳鈰礦型稀土礦三類，其特性對采選工藝選擇起決定性作用：1.離子型稀土礦：以南方離子吸附型稀土礦為代表，稀土元素以離子態(tài)吸附于高嶺土、伊利石等黏土礦物表面，礦石品位低（REO0.05%~0.3%）但易浸出，伴生放射性元素少，環(huán)境敏感性強(qiáng)。2.巖體型稀土礦：多與鈮、鉭、釷等金屬共生，稀土以獨(dú)立礦物（獨(dú)居石、磷釔礦）形式存在，嵌布粒度細(xì)，需強(qiáng)破碎、磨礦才能解離，如包頭白云鄂博礦（REO5%~8%）。3.氟碳鈰礦型稀土礦：以氟碳鈰礦為主要稀土載體，常伴生重晶石、方解石等脈石，如四川牦牛坪礦，礦石品位中等（REO3%~6%），易浮性較好。三、采礦工藝技術(shù)要點(diǎn)（一）離子型稀土礦：原地浸出法（綠色采礦核心技術(shù)）離子型稀土礦傳統(tǒng)池浸法易引發(fā)山體滑坡、水土污染，原地浸出法成為主流，工藝要點(diǎn)如下：鉆孔系統(tǒng)：采用“菱形+梅花形”布孔，孔深隨礦體埋深調(diào)整（一般10~50m），孔徑90~110mm，孔間距8~15m，確保浸出劑均勻滲透。浸出劑選擇：優(yōu)先采用硫酸銨（(NH?)?SO?），相較氯化鈉（NaCl）可降低鈣鎂雜質(zhì)溶出，且NH??易被黏土吸附置換稀土離子（RE3?）；對高鈣鎂礦層，可復(fù)配少量氯化銨（NH?Cl）增強(qiáng)浸出效果。注液與收液：注液系統(tǒng)采用“分級調(diào)壓+多點(diǎn)控制”，避免局部壓力過高導(dǎo)致礦層裂隙；收液通過集液溝（坡底）或集液井（平底）收集浸出液，pH控制在5~6以減少稀土水解。（二）巖體型稀土礦：露天/地下開采+高效破碎針對包頭白云鄂博等大型巖體型礦，露天開采（臺(tái)階高度12~15m，穿爆參數(shù)匹配礦巖硬度）結(jié)合半自磨-球磨聯(lián)合破碎（半自磨機(jī)處理量占比60%~70%）可降低能耗；對埋藏較深的礦體，采用無底柱分段崩落法，通過優(yōu)化崩礦步距（1.5~2.5m）與出礦品位控制，提高回采率（≥85%）。（三）氟碳鈰礦型稀土礦：聯(lián)合開采與伴生礦回收四川牦牛坪礦采用露天開采+選擇性爆破，優(yōu)先剝離含稀土脈石，減少廢石混入；對伴生的重晶石、螢石，通過預(yù)先揀選（品位≥30%時(shí)）或后續(xù)浮選回收，提升資源綜合利用率。四、選礦工藝技術(shù)體系（一）離子型稀土礦：富集-灼燒一體化浸出液中稀土濃度低（REO0.5~2g/L），需經(jīng)沉淀富集與高溫灼燒獲得稀土氧化物：沉淀工序：向浸出液加入碳酸氫銨（NH?HCO?）或草酸（H?C?O?·2H?O），控制pH6.5~7.5，生成稀土碳酸鹽或草酸鹽沉淀，沉淀率≥98%；草酸沉淀純度更高（REO≥99.5%），但成本較高。灼燒工序：沉淀產(chǎn)物在回轉(zhuǎn)窯（850~950℃）或流化床（750~850℃）中灼燒，碳酸鹽分解為氧化物，草酸鹽分解為氧化物并釋放CO?，能耗較傳統(tǒng)焙燒降低15%~20%。（二）巖體型稀土礦：磨礦-浮選-磁選聯(lián)合工藝針對獨(dú)居石、磷釔礦的細(xì)粒嵌布特性，采用“階段磨礦-弱磁-強(qiáng)磁-反浮選”流程：磨礦：一段磨礦至-200目占比60%~70%，二段磨礦至-325目占比85%~90%，確保礦物充分解離。磁選：弱磁選（磁場強(qiáng)度80~120kA/m）拋除強(qiáng)磁性鐵礦物；強(qiáng)磁選（磁場強(qiáng)度160~240kA/m）富集稀土礦物，回收率≥80%。反浮選：以油酸類捕收劑（用量500~800g/t）、水玻璃（用量2000~3000g/t）為抑制劑，脫除硅酸鹽脈石，稀土精礦品位（REO）提升至60%~65%。（三）氟碳鈰礦型稀土礦：浮選-重選-磁選協(xié)同針對氟碳鈰礦與重晶石、方解石的共生關(guān)系，采用“優(yōu)先浮選稀土-重選回收重晶石-磁選除鐵”：稀土浮選：以氧化石蠟皂（用量300~500g/t）為捕收劑，碳酸鈉（pH調(diào)整至8~9）、水玻璃（脈石抑制）為調(diào)整劑，浮選稀土粗精礦（REO≥45%）。重選回收重晶石：浮選尾礦經(jīng)跳汰機(jī)（沖程10~15mm，沖次200~250次/min）回收重晶石，品位≥90%。磁選除鐵：稀土粗精礦經(jīng)強(qiáng)磁選（磁場強(qiáng)度120~160kA/m）除鐵，最終精礦REO≥60%，回收率≥75%。五、綠色工藝創(chuàng)新與智能化升級（一）清潔生產(chǎn)技術(shù)1.浸出劑循環(huán)利用：離子型礦浸出液經(jīng)沉淀后，母液（含NH??）通過蒸發(fā)結(jié)晶回收硫酸銨，回用率≥85%，減少藥劑消耗與氨氮排放。2.尾礦無害化處理：巖體型礦尾礦采用“微生物淋濾+固化穩(wěn)定化”，通過嗜酸菌（如氧化亞鐵硫桿菌）降低重金屬（Pb、Cd）溶出，固化后用于井下充填或路基材料。（二）資源綜合利用針對白云鄂博礦伴生的釷、鈮，開發(fā)“稀土選礦-釷鈮富集-濕法冶金”聯(lián)合流程：稀土精礦酸溶后，釷以氫氧化物沉淀回收（品位≥60%），鈮通過萃取-反萃獲得鈮氧化物（純度≥99.9%），資源綜合利用率提升至90%以上。（三）智能化管控1.在線檢測系統(tǒng)：在浸出、浮選工序安裝pH、濃度、品位傳感器，實(shí)時(shí)反饋工藝參數(shù)，如浸出液稀土濃度波動(dòng)超±5%時(shí)，自動(dòng)調(diào)整浸出劑流量。2.數(shù)字孿生平臺(tái)：構(gòu)建采礦-選礦全流程數(shù)字模型，模擬不同礦石品位、設(shè)備故障下的生產(chǎn)效率，提前優(yōu)化工藝參數(shù)（如磨礦濃度、浮選藥劑配比），能耗降低10%~15%。六、工藝優(yōu)化與質(zhì)量控制（一）關(guān)鍵影響因素分析礦石品位波動(dòng)：離子型礦品位受黏土礦物吸附容量影響，需通過鉆孔取樣（每孔間隔2~3m）建立品位分布模型，動(dòng)態(tài)調(diào)整浸出劑用量。浸出條件控制：溫度（25~35℃）、注液速率（0.5~1.0m3/(h·孔)）對稀土浸出率影響顯著，高溫季節(jié)需采取降溫措施（如夜間注液）。（二）質(zhì)量控制體系過程控制：在磨礦、浮選工序設(shè)置中間產(chǎn)品檢測點(diǎn)，稀土精礦品位偏離目標(biāo)值（如±2%）時(shí)，通過調(diào)整磨礦細(xì)度、藥劑用量實(shí)時(shí)修正。成品檢測：采用ICP-MS（電感耦合等離子體質(zhì)譜）檢測稀土氧化物中雜質(zhì)（Fe、Ca、Si），確保REO純度≥99.0%（高端產(chǎn)品≥99.9%）。（三）成本優(yōu)化路徑能耗控制：半自磨機(jī)采用變頻調(diào)速，根據(jù)礦石硬度調(diào)整轉(zhuǎn)速（12~18r/min）；浮選機(jī)采用“多槽串聯(lián)+低功耗葉輪”，電耗降低20%~25%。藥劑替代：研發(fā)植物源捕收劑（如茶皂素衍生物）替代油酸類藥劑，成本降低30%且生物降解性提升。七、應(yīng)用案例：南方某離子型稀土礦采選項(xiàng)目該項(xiàng)目礦體埋深15~40m，REO平均品位0.18%，采用“原地浸出-沉淀富集-流化床灼燒”工藝：采礦環(huán)節(jié)：鉆孔間距10m，注液速率0.8m3/(h·孔)，浸出周期30~40天，稀土浸出率≥90%，較池浸法節(jié)水70%、減少山體擾動(dòng)90%。選礦環(huán)節(jié)：浸出液經(jīng)碳酸氫銨沉淀（pH=7.0）、800℃流化床灼燒，獲得REO純度99.3%的稀土氧化物，回收率88%。效益分析：噸礦成本降低2000元，年減排氨氮120t，獲評“國家級綠色礦山”，產(chǎn)品溢價(jià)15%~20%。八、結(jié)論與展望稀土礦采選工藝需緊