国内稀土生产技术的“功臣”-串级萃取理论介绍

  • 2019-06-05
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国内稀土产业在全球稀土生产市场上均有话语权,不仅仅是受益于国内的高稀土储量,还得益于国内对稀土生产加工技术的不断探索,串级萃取理论的出现,就将国内的稀土分离技术提升到了国际领先的位置。


国内稀土产业在全球稀土生产市场上均有话语权,不仅仅是受益于国内的高稀土储量,还得益于国内对稀土生产加工技术的不断探索,串级萃取理论的出现,就将国内的稀土分离技术提升到了国际领先的位置。

因为徐院士的特殊贡献,2008年获“国家最高科学技术奖”---这是中国科技界的最高荣誉,徐院士因此也被称为“稀土之父”。

萃取法介绍

“萃取法”是在煤油中加入萃取剂,使它和镨钕混合物的水溶液,通过摇晃震荡的方法将其一次次分离,最终得到纯度大于99.9%的镨和钕分离产品。

20世纪70年代,徐光宪教授创建了串级萃取理论,建立了稀土串级萃取工艺的最优化参数计算方法。结合计算机技术,又建立了串级萃取工艺的静态参数设计和动态仿真计算技术,实现了工艺设计参数到工业规模生产应用的"一步放大"。近40年来,串级萃取理论及其计算方法始终引领和支撑着中国稀土分离技术的持续发展,同时,萃取工艺技术和装备的进步也不断地促进了该理论的丰富与完善。理论的适用范围由早期的恒定混合萃取比体系发展到非恒定混合萃取比体系,分离流程由两出口发展到三出口、多出口体系,并进一步发展为多入口、多出口的联动萃取工艺;串级萃取工艺的最优化参数计算方法也由两组份体系拓展至多组分分离体系,从单一工艺优化拓展到稀土全分离流程的整体优化。

徐光宪的研究历程

在这之前,还没有人将萃取法真正运用到分离稀土元素的实际生产过程去,很多人都不相信萃取法能够适用于是工业生产。当时一般萃取体系的镨钕分离系数只能达到1.4-1.5,徐光宪从改进稀土萃取分离工艺入手,通过选择萃取剂和络合剂,配成季铵盐DTPA“维拉”体系。最终他不仅出色地完成了这一项紧急军工任务,而且使镨钕分离系数打破当时的世界纪录,达到了相当高的4。并经过试验,他发现在几百级萃取槽中,萃取段和洗涤段的金属离子总浓度在两相之间的比值是一个常数。这就是他发现的“恒定混合萃取比规律”。

在这一规律的基础上,徐光宪建立了串级萃取理论,和他的团队共同创建了“一步放大法”,革除了“摇漏斗”的小试,和中试、扩大试验等国内外传统的新工艺研究开发的流程,并在上海跃龙化工厂试验成功,这一方法在当时和今天都是领先世界的!为此,徐光宪被称作“稀土界的袁隆平”。

这项技术的应用彻底了改变了中国在稀土领域的地位,原来只是简单的全球稀土资源供应大国,因为这项技术,我们不再出口稀土资源,而是进行生产深加工后出口。不仅在储量上,且在技术上,让中国稀土在全球具有支配性的地位,这也让稀土这样的战略资源成为中国实质意义上的战略利器。

国内发展稀土加工技术已经经历了很长的时间,而其他国家想要构建相同的发展结构,产业的积累和完善也不可能很快完成。


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