國內稀土生產技術的“功臣”-串級萃取理論介紹

  • 2019-06-05
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國內稀土產業在全球稀土生產市場上均有話語權,不僅僅是受益于國內的高稀土儲量,還得益于國內對稀土生產加工技術的不斷探索,串級萃取理論的出現,就將國內的稀土分離技術提升到了國際領先的位置。


國內稀土產業在全球稀土生產市場上均有話語權,不僅僅是受益于國內的高稀土儲量,還得益于國內對稀土生產加工技術的不斷探索,串級萃取理論的出現,就將國內的稀土分離技術提升到了國際領先的位置。

因為徐院士的特殊貢獻,2008年獲“國家最高科學技術獎”---這是中國科技界的最高榮譽,徐院士因此也被稱為“稀土之父”。

萃取法介紹

“萃取法”是在煤油中加入萃取劑,使它和鐠釹混合物的水溶液,通過搖晃震蕩的方法將其一次次分離,最終得到純度大于99.9%的鐠和釹分離產品。

20世紀70年代,徐光憲教授創建了串級萃取理論,建立了稀土串級萃取工藝的最優化參數計算方法。結合計算機技術,又建立了串級萃取工藝的靜態參數設計和動態仿真計算技術,實現了工藝設計參數到工業規模生產應用的"一步放大"。近40年來,串級萃取理論及其計算方法始終引領和支撐著中國稀土分離技術的持續發展,同時,萃取工藝技術和裝備的進步也不斷地促進了該理論的豐富與完善。理論的適用范圍由早期的恒定混合萃取比體系發展到非恒定混合萃取比體系,分離流程由兩出口發展到三出口、多出口體系,并進一步發展為多入口、多出口的聯動萃取工藝;串級萃取工藝的最優化參數計算方法也由兩組份體系拓展至多組分分離體系,從單一工藝優化拓展到稀土全分離流程的整體優化。

徐光憲的研究歷程

在這之前,還沒有人將萃取法真正運用到分離稀土元素的實際生產過程去,很多人都不相信萃取法能夠適用于是工業生產。當時一般萃取體系的鐠釹分離系數只能達到1.4-1.5,徐光憲從改進稀土萃取分離工藝入手,通過選擇萃取劑和絡合劑,配成季銨鹽DTPA“維拉”體系。最終他不僅出色地完成了這一項緊急軍工任務,而且使鐠釹分離系數打破當時的世界紀錄,達到了相當高的4。并經過試驗,他發現在幾百級萃取槽中,萃取段和洗滌段的金屬離子總濃度在兩相之間的比值是一個常數。這就是他發現的“恒定混合萃取比規律”。

在這一規律的基礎上,徐光憲建立了串級萃取理論,和他的團隊共同創建了“一步放大法”,革除了“搖漏斗”的小試,和中試、擴大試驗等國內外傳統的新工藝研究開發的流程,并在上海躍龍化工廠試驗成功,這一方法在當時和今天都是領先世界的!為此,徐光憲被稱作“稀土界的袁隆平”。

這項技術的應用徹底了改變了中國在稀土領域的地位,原來只是簡單的全球稀土資源供應大國,因為這項技術,我們不再出口稀土資源,而是進行生產深加工后出口。不僅在儲量上,且在技術上,讓中國稀土在全球具有支配性的地位,這也讓稀土這樣的戰略資源成為中國實質意義上的戰略利器。

國內發展稀土加工技術已經經歷了很長的時間,而其他國家想要構建相同的發展結構,產業的積累和完善也不可能很快完成。


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