模糊分離萃取技術的經濟優勢

楊潔　周菁　彭婧

摘 要：稀土分離萃取工藝是稀土生產過程中的關鍵過程，能夠實現稀土元素的分離與提純，萃取分離效果直接關系著產品的質量。模糊分離萃取技術的應用實現了對傳統萃取工藝的優化，為稀土企業帶來了更為顯著的經濟效益。

關鍵詞：模糊分離萃取;稀土產業;經濟優勢

對于當前國內的萃取分離技術來說，模糊分離萃取技術處于行業領先水平。該技術實現了對傳統萃取技術的發展與優化，有效控制了生產過程中的酸堿消耗，降低生產成本，同時還能夠獲得良好的分離效果，得到高純產品，是具有很高應用價值的稀土分離技術。

1.模糊分離萃取技術概述

在稀土生產過程中應用萃取分離技術能夠實現不同稀土的分離提純，該技術的理論支持可追溯到上世紀60年代，到上世紀90年代以徐光憲所確立的串級萃取理論為基礎的模糊分離萃取技術開始受到稀土行業的重視。對比傳統萃取技術，模糊分離萃取技術改變了稀土走向。

如圖1所示，A、B和C表示稀土中的任意組分配比，在實際生產中要料液與產品的要求為準。該分離過程可分為兩層，第一層為A/C分離，第二層為A/B、B/C分離。受分離系數影響，A/C分離只需要實現粗分離，因此不需要過多的反應級數，分離后要保證A與C不共存，而B所在相則無需考慮。第二層分離是以A/C分離段的粗分離為基礎，在第二層分離過程中需要通過級數的增加實現稀土元素的精細分離，得到企業所需要的高純度單一產品A、B、C。

2.模糊萃取分離的技術優點

2.1分離效果良好

在模糊分離萃取技術中應用了萃取和洗液、反液共用技術，與傳統萃取工藝相比能夠實現更多次數的萃取交換，在很大程度上提升了萃取分離效果。萃取分離得到的產品純度與分離效果正向相關，最終產品質量因此得到提升。

2.2生產過程易于控制

模糊分離萃取工藝中水相出口僅有少量余酸，不需要消耗堿液對其中和，加之稀土濃度高可直接進入下一層的萃取分離段，這就實現了本層萃取槽體積的縮小。與傳統萃取工藝相比，模糊分離萃取工藝水相出口稀土濃度提高了60%，下一層的萃取分離槽體積同樣可以減小。

2.3生產投資少

萃取工藝需要在符合工藝要求的萃取槽體中進行，由上文可知模糊分離萃取技術的應用能夠縮小槽體體積，減少生產投資。首先，槽體體積減小能夠減少一定的土建工程費用;其次，槽體體積減小能夠減少材料費用，最終實現槽體建設費用與總投資的節省。

3.模糊萃取分離技術的經濟優勢

3.1 降低酸堿消耗

以包頭白云鄂博稀土礦為例，模糊分離萃取技術較傳統萃取工藝能夠實現30%的酸堿節約。應用模糊分離萃取技術能夠明顯降低總萃取量與總洗滌量，進而減少萃取過程中堿液消耗，對應的洗滌酸量同樣降低，實現原輔材料消耗的合理控制。該技術之所以能夠降低單耗，是因為模糊分離所針對的為間隔元素圈粉力，例如常見的模糊分離鈰，就是針對鑭與鐠進行的全分離。鐠、鑭之間的分離系數為12，遠大于相鄰元素之間的分離系數，因此所需要的萃取劑較少，配套的酸堿單耗同樣降低。在分離稀土元素的最后一個分離層中，模糊萃取利用稀土進行稀土的洗滌，進一步純化中間元素，再次實現萃取劑消耗的減少。生產過程中酸堿單耗的降低，積極促進了稀土生產成本的降低。

3.2 降低新水消耗與廢水排放量

以包頭稀土礦為例，應用模糊分離萃取技術能夠實現水消耗與排放量的降低，降幅接近50%。萃取生產中用水量與萃取劑的用量成正相關，而模糊分離萃取技術所需要的萃取劑量較小，因此用水量也隨之減少;而排水量減少則是由于酸、堿、水用量的降低。如今我們所面臨的環境問題日益嚴峻，水又是人類生存不可或缺的資源，控制生產用水量與廢水排放量對水資源保護有著重要意義。應用模糊分離萃取技術不僅能夠節約經濟成本，還能夠獲得良好的社會效益。

3.3 減少萃取生產中的壓槽量

以包頭礦的萃取分離過程為例，模糊萃取分離技術在壓槽量上較傳統萃取工藝有大幅減少。首先，對于總有機壓槽量來說，對比傳統工藝模糊萃取實現了30%的節約量;其次，對于總稀土壓槽量來說，對比傳統工藝模糊萃取實現了約60%的節約量。通過降低壓槽量能夠實現固定資產投資與生產所需資金的雙重減少，從而實現資金使用效率的提升，有效控制生產成本。

3.4 降低萃取生產過程中的耗電量

以包頭礦的萃取分離過程為例，通過統計該生產流程采用不同萃取工藝的年耗電量可知，在萃取生產的年度電量使用情況上，模糊分離技術所需電耗遠低于傳統萃取工藝，按照全年生產300天計算可以實現60%的電耗節約量。從稀土產業的自身特點來說，萃取分離在整體生產過程中屬于高能耗流程。如果能夠對其用電量進行有效降低，將會對生產成本的節約起到促進作用，同時還有助于節能減排工作的推進，控制溫室氣體排放。

3.5 降低固定資產投資與運營成本

對于同樣以包頭礦為原料的分離萃取工藝來說，固定資產投資與運營成本都會較傳統工藝有大幅降低。由于模糊萃取分離技術所需要的酸堿用量、水用量、電耗量等都低于傳統工藝，在做成本評價時，應當綜合分析各項指標權重進行運營成本對比。表1為稀土萃取模糊工藝的經濟指標與傳統工藝的對比。對比傳統工藝，模糊萃取的運營成本能夠節約40%，具有顯著優勢。

結束語

綜上所述，模糊分離萃取技術對傳統萃取技術的替代實現了生產工藝的優化，在經濟層面更是具有顯著優勢。通過大量試驗表明，模糊分離能夠降低酸堿用量，減少廢水排放量，降低生產能耗量等，實現綜合效益的提升。

參考文獻

[1]廖春生，程福祥，吳聲，等.串級萃取理論的發展歷程及最新進展[J].中國稀土學報，2017，35（1）.

[2]韓旗英.輕稀土萃取分離工藝技術經濟評價[J].中國稀土學報，2013，31（4）.