中國地科院成都所稀土礦綜合利用技術創新紀實
【中鎢在線新聞網-鎢新聞】
“珍惜地球資源轉變發展方式—提高資源利用效益”，是今年世界地球日的宣傳主題，也是國家未來發展對地質科技工作的要求和期望。地球日前夕，我們來到中國地質科學院礦產綜合利用研究所，在這個長期從事礦產綜合利用新技術、新方法、新工藝研究的中央公益性地質科研單位中，認識了熊文良和他的稀土資源綜合利用科研創新團隊。
年輕的稀土 技術創新團隊
在簡要介紹所里近幾年工作重點之后，所長劉亞川特別推薦了所里的一個科研團隊——稀土礦“浮團聚磁選”新工藝創新團隊。
這一團隊，針對我國輕稀土、稀有金屬礦山存在采選回收率低，尾礦及排土場固體廢物數量巨大、共伴生有用成分多、綜合利用潛力大、存在放射性及其他環境污染隱患等具共性的技術難題，在一些典型輕稀土型礦山，開展了綠色高效輕稀土礦及稀有金屬礦選礦藥劑及工藝技術研究，通過自主創新和技術集成，重點了突破低品位復雜輕稀土、稀有金屬礦，輕稀土尾礦和排土場固體廢料中稀土及稀有元素回收利用關鍵技術，提高了難選輕稀土礦稀土回收率和稀有元素綜合利用率，形成了一批具有自主知識產權的輕稀土礦及稀有金屬礦選礦藥劑、工藝和尾礦資源化技術成果。
他們通過多個項目，開發出具有全面提高輕稀土稀有等復合資金屬利用率的礦物加工新技術，增加了我國輕稀土和稀有金屬資源的經濟利用量，為顯著提高復合資源利用率提供技術支撐，實現了我國稀土礦、稀有金屬礦及尾礦等固體廢棄物資源中有價成分的高效回收和綜合利用，從而推動我國礦業及區域經濟、社會、生態環境的協調發展。“以前我們的表彰都是面對個人，去年第一次表彰了科技創新團隊，他們就是其中之一；他們將成為綜合所樹立的優秀創新團隊樣板。”劉亞川說。
很快，我們便見到了這一創新團隊的帶頭人——熊文良。出乎意料的是，這位選礦專業高級工程師、礦冶研究中心副主任、已成為綜合所稀土研究領域學科帶頭人的小伙子，今年只有36歲，看起來甚至還有點靦腆。不過，據劉亞川介紹，他已主持過國土資源部公益行業科研專項1項，重大海外稀土項目4項，實現稀土類創新技術工業轉化1項，“他和他的團隊，為綜合所稀土業務領域方向的建立和發展作出了杰出貢獻”。
“我們的團隊總共7人，平均年齡只有30多歲，有博士，碩士，還有一位女士。”熊文良介紹說，“別看我們組建時間只有短短幾年，但我們特別團結，而且特別有朝氣有闖勁兒。”
突破固有思維 尋找創新突破口
劉亞川說，2010年，為了挖掘青年科技人才，所里推出了由“相馬”變為“賽馬”的人才機制。剛剛三十出頭，但從2005年畢業就開始研究稀土的熊文良被安排與老專家一起，分別對同一研究項目進行獨立、競爭式研究。
初出茅廬的熊文良，研究經驗和試驗物質條件都處于劣勢，可他有著一種迎難而上的拼勁和敢想、敢試的闖勁。沒有自己的試驗室，沒關系，可以等待別人完成試驗后，借用他人的試驗室；沒有經驗，沒關系，多花時間多下力氣，全面梳理近10年來能夠收集到的相關領域的研究資料，一點點尋找創新的突破口。就這樣，從早到晚，一個個技術問題，不停地在他腦子里轉來轉去。
一天，剛剛做完實驗的他，忽地靈光閃現：過去總是把重點放在藥劑研究上，為什么不想法兒改變工藝結構呢？他從試驗室的椅子上一下子跳了起來。直到今天，他還記得當時的那種狂喜和沖動。后來的事情幾乎是順理成章，他從這次“賽馬”機制中脫穎而出。
2011年，以熊文良為組長的稀土綜合利用新技術創新團隊組建成立。他們針對某稀土礦選礦回收率低等難題，歷經三年的持續攻關，研發了一種新型綠色稀土礦高效捕收劑Wx，該藥劑具有捕收性能強、選擇性好、對溫度要求低等優點，成功實現了含泥稀土礦的常溫浮選拋尾。在此基礎上，項目組創造性地提出了稀土“浮團聚磁選”新工藝，即首先采用浮選預富集稀土礦物，并形成稀土礦物聚團，然后采用加密網狀介質高梯度強磁機對浮選預富集精礦進行進一步磁選提純，最終獲得稀土總量品位大于60%的稀土商品精礦。
“這個礦山的稀土礦是業內公認的難選稀土礦石。目前，國內外稀土礦選礦多采用‘重—磁’、‘磁—浮’或‘重—磁—浮’聯合工藝，對易選稀土礦能獲得較好的選礦指標。然而，該稀土礦礦泥含量大，礦物嵌布粒度細，傳統選礦工藝和常規浮選藥劑均不能有效的解決含泥稀土礦石的回收難題，企業采用的‘重—磁—浮’聯合工藝獲得的稀土回收率僅為20%左右。熊文良團隊提出的稀土‘浮團聚磁選’新工藝，打破了稀土選礦先重選或先磁選的固有思路，攻克了細粒級稀土礦物選礦回收的技術難題，突破了傳統稀土選礦工藝對含泥稀土礦選礦效果不佳和稀土浮選必須加溫的技術瓶頸，實現了稀土礦物的常溫選礦方法，為稀土礦的高效利用提供了一套全新的技術。新工藝可以大幅降低企業生產成本，同時提高選礦回收率，為國內外同類難選稀土礦礦石的綜合利用具有極好的借鑒作用和產業化前景。”劉亞川高興地介紹。
2013年秋季，項目組歷時30天，在一稀土礦選礦廠開展了稀土“浮團聚磁選”新工藝的工業試驗，試驗規模600噸/天，工業試驗穩定運行15天，使稀土回收率由原有的20%提高至50%以上，實現了新工藝的順利“落地”，獲得了礦山企業的高度認可。以目前礦山企業原礦處理能力60萬噸/年規模的選廠礦計，采用稀土“浮團聚磁選”新工藝后，企業每年可多生產REO品位大于60%的稀土精礦約7385噸，企業全年產值將增加約2.2億元。2014年，2500噸/日選廠新線成功投產。
來自業內專家的評論更加令人鼓舞：“稀土‘浮團聚磁選’新工藝，將為世界輕稀土礦選礦帶來了一場技術性革命！”
為研究全球 最熱礦產而自豪
說起稀土礦，文質彬彬的熊文良立馬熱情高漲。
他告訴我們，稀土、稀土金屬是高新技術領域中多種功能材料的重要原料，在現代工業中一直占有重要地位。目前，稀土、稀有金屬已經成為全球關注的具有戰略意義的重要資源。我國稀土、稀有金屬資源儲量豐富，但一直存在采選回收率低、固體廢物數量巨大及綜合利用程度低等技術難題，造成國家礦產資源的極大浪費和生態環境的沉重負擔。
“我們成功申請了2012年國土資源部公益性行業科研專項經費項目，針對稀土、稀有金屬礦山存在的這些問題，協同國內優勢單位進行了攻關。這一項目極大促進了我們在稀土礦綜合利用方面的科研能力。”
在理想和信念的牽引下，這一年輕團隊迸發出的創造力是驚人的，不僅研制出了具有國際領先水平的“浮團聚磁選”稀土選礦新工藝和新藥劑，獲得了兩項技術發明專利，還研發出了多種綜合利用新工藝。
針對長期閑置的湖北省竹山縣廟埡鈮稀土礦為特大型鈮稀土礦床，開發出鈮—稀土礦綜合利用新工藝，大大加快了該礦開發利用的步伐；以某稀土礦尾礦為研究對象，研發了固體廢棄物綜合利用新工藝新方法，實現了尾礦等固體廢棄物資源中有價成分的高效回收和綜合利用，降低了選礦企業的固體廢棄物排放量，增加了企業的經濟效益，并極大地豐富了國內選礦企業尾礦處理模式，為國內選礦尾礦等固體廢棄物的處理積累了經驗、奠定了基礎；針對大型堿性花崗巖稀有金屬礦床，研發了選礦回收利用的新工藝，解決了由于礦石嵌布粒度細、單體解離難造成的礦石綜合回收利用低、選礦回收困難等技術難題，實現稀土、鈮及鋯等稀有金屬的綜合利用，而且推進了稀有金屬的選礦理論、選礦工藝及選礦設備等方面的發展，促進了稀有稀土資源綜合開發利用能力，提高資源利用率，減少環境污染。
……
“技術不能停留在試驗室里。”熊文良認為，衡量一個技術成果的優劣，最終要看該技術能否實現產業轉化。這幾年，這個年輕的團隊跑了一個又一個稀土礦山，度過了一個又一個不眠之夜，也為企業解決了一個又一個難題。“看到我們研發的新技術在礦山‘落地’，為企業解決了實際問題，是我們最開心的事情。這也是對我最大的獎賞和鼓勵。”
看得出，熊文良對研究稀土綜合利用技術的工作是極為熱愛的。“稀土是全球最熱的資源之一，我特別高興也特別自豪，能夠以研究它、提高它的資源利用效益為事業。”熊文良對記者如是說。
解決國外稀土 企業綜合利用難題
全球最熱的資源，當然會顯現出來自全球的熱切需求。
據劉亞川介紹，成都綜合所承擔了大量國家公益性和來自企業的商業性項目，但國際項目并不多。“目前，我們所的國外項目基本上都集中于稀土領域。先后與南非、美國、澳大利亞、坦桑尼亞等國的海外礦業公司簽訂了選礦技術合同，合同金額接近2000萬元人民幣。海外市場的成功開拓，不僅擴大了我所在相關技術領域的世界影響力，也為全所的市場創收作出了很大貢獻，使我所海外業務市場實現了跨越式增長。”
“稀土選礦的技術是一項科技含量很高的技術，跟其他的銅礦、鐵礦等不一樣。”熊文良告訴我們，全球稀土正在逐步形成多元化的供應格局，而國外的稀土資源普遍比國內的資源性質復雜，這一點正好與除稀土之外的資源相反。因此，這幾年，國外企業在這方面的需求越來越明顯。
面對各種各樣的需求，熊文良的團隊總是能提供令人滿意的服務。比如，他們把“浮團聚磁選”工藝用在了澳洲的稀土礦中，大大提高了稀土回收率，同時采用選冶聯合流程提高了稀土精礦品位；在正在開展的美國的稀土礦研究中，他們采用溫和浸出技術解離礦物，使稀土礦物富集比達到100倍，而且通過選冶全流程實現了多種礦物的綜合利用。
盡管這幾年他們在稀土高效利用技術上的創新成果引人矚目，解決了多個國內國外稀土礦山企業單位產品能耗高、回收率低等問題，也引來了越來越多的合作者，但熊文良并沒有滿足。他說，下一步他和他的團隊打算在現有基礎上繼續開展新工藝、新藥劑的機理研究，爭取逐漸形成一套系統的技術知識理論體系，從而進一步促進稀土稀有金屬選礦技術的發展。
當然，理論不能脫離實際，技術不能離開應用。他們還將全力做好成果轉化應用的準備工作，加快科研成果的推廣應用。“現在，我們考慮得最多的就是如何從技術創新著手，解決好成本和環境的問題，即實現技術與經濟、環境的有機結合。”
“這幾年國際礦業形勢發生了很大變化，但國際上對稀土資源的應用和重視程度只會越來越加強。現在我們針對輕稀土的關注和研究比較多，今后還會在范圍和深度上逐步拓展深化。我相信，在稀土礦綜合利用技術研究領域，我們的團隊還能做得更多、做得更好。”看著熊文良蓬勃的熱情與自信，我們不由得發自內心地感嘆：“年輕的團隊充滿朝氣，年輕的事業無限光明。”
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