第606章 稀有矿产回收利用技术（2/2）

环保审批方面，工作组提前3个月向鹏城环保部门提交了试点项目环境影响评价报告，报告详细分析了项目的污染物产生环节、处理措施、排放指标，经环保部门现场核查与专家评审，项目符合龙国环保标准，顺利获得排污许可证与环保验收批复；同时项目配套建设了完善的“三废”处理系统，废水采用“预处理-中和沉淀-膜分离-蒸发结晶”四级处理工艺，处理后水质达到《稀土工业污染物排放标准》（GB -2011）一级标准，可循环利用或达标排放；废气采用“吸附-冷凝-催化燃烧”处理工艺，处理后有害物质排放浓度低于国家标准限值；废渣经无害化处理后，可作为建筑材料原料或交由专业危废处理公司处置，实现固体废物零填埋。

试点项目的核心技术体系为“湿法冶金-选择性萃取-精准提纯”一体化工艺，该工艺针对废旧永磁体（主要为Nd-Fe-B永磁体）、废旧电子设备（手机、电脑、新能源汽车电机等含稀有矿产元器件）两类核心废旧物料，制定了差异化的处理流程，整个工艺分为原料预处理、浸出、净化除杂、选择性萃取、反萃、沉淀结晶、烘干包装7个核心环节，每个环节均实现了技术突破与工艺优化。

原料预处理环节，针对不同废旧物料的特性，采用“拆解-破碎-磁选-筛分”组合工艺：废旧永磁体先经人工拆解去除外壳、导线等非磁性杂质，再通过颚式破碎机破碎至5毫米以下颗粒，然后经高强磁选机（磁场强度1.2T）分离出铁磁性物质（主要为Fe），最后通过振动筛（筛孔孔径1毫米）筛分得到永磁体粉末原料，预处理后原料中稀有矿产含量从30%提升至60%；废旧电子设备先经机械拆解机拆解，分离出电路板、电池、外壳等部件，电路板经粉碎至1毫米以下颗粒，通过气流分选机分离出金属粉末与非金属粉末，金属粉末再经磁选与电选，得到含稀有矿产的混合金属原料（稀有矿产含量约15%）；预处理环节的物料回收率达98%，为后续浸出环节奠定基础。

浸出环节，采用“高压酸浸+氧化浸出”组合工艺，针对预处理后的两种原料分别制定浸出参数：永磁体粉末原料采用盐酸作为浸出剂，浸出温度80℃，浸出压力0.5MPa，浸出时间2小时，盐酸浓度5ol/L，液固比5:1，通过高压浸出反应釜实现Nd、Dy、Tb等稀有矿产元素的高效溶解，浸出率达98%；混合金属原料采用硫酸+过氧化氢混合浸出剂，浸出温度90℃，浸出压力0.8MPa，浸出时间3小时，硫酸浓度3ol/L，过氧化氢添加量为原料质量的5%，液固比8:1，实现稀有矿产元素与Cu、Al、Zn等杂质元素的同步溶解，浸出率达97%；浸出环节采用自动化控温、控压系统，实时监测浸出液的pH值、浓度等参数，确保浸出过程稳定高效，较传统常压浸出工艺，浸出时间缩短50%，浸出率提升15%。

净化除杂环节，针对浸出液中的Fe、Mn、Cu、Al等杂质元素，采用“氧化中和+硫化沉淀”工艺：向浸出液中加入高锰酸钾作为氧化剂，将Fe2+氧化为Fe3+，控制pH值为3.5，使Fe3+、Al3+形成氢氧化物沉淀；然后加入硫化钠作为硫化剂，控制pH值为2.0，使Cu2+、Zn2+、Mn2+形成硫化物沉淀；通过板框压滤机过滤去除沉淀杂质，净化后浸出液中杂质含量低于0.1g/L，杂质去除率达99%；该环节采用在线监测系统，实时监测杂质含量，自动调节药剂添加量，确保净化效果稳定，较传统化学沉淀工艺，药剂消耗量降低30%，杂质去除率提升10%。

选择性萃取环节，是整个工艺的核心，采用自主研发的新型萃取剂（代号FT-100），该萃取剂对Nd、Dy、Tb等稀有矿产元素具有高选择性，对杂质元素的萃取系数低于0.01，而对稀有矿产元素的萃取系数高于100；通过5级逆流萃取工艺，控制萃取剂浓度20%（体积分数）、相比（有机相:水相）1:2、萃取温度40℃、萃取时间10分钟，实现稀有矿产元素与剩余杂质的深度分离，萃取率达99%；新型萃取剂较传统萃取剂，萃取容量提升25%，萃取平衡时间缩短40%，且可重复使用，使用寿命达500次以上，大幅降低了萃取剂消耗成本。

反萃环节，采用盐酸作为反萃剂，控制盐酸浓度2ol/L、相比（水相:有机相）2:1、反萃温度50℃、反萃时间15分钟，通过3级逆流反萃，将有机相中的稀有矿产元素高效反萃至水相，反萃率达99.5%；反萃后的有机相经洗涤后可循环用于萃取环节，循环利用率达95%，降低了有机相损耗。

沉淀结晶环节，向反萃液中加入草酸作为沉淀剂，控制草酸浓度1ol/L、pH值2.5、沉淀温度60℃、搅拌速度300r/，稀有矿产元素与草酸反应生成草酸稀土沉淀，沉淀率达99%；草酸稀土沉淀经离心分离机分离后，送入回转窑进行煅烧（煅烧温度800℃，煅烧时间2小时），得到氧化稀土产品（纯度99.5%以上）；该环节采用自动化沉淀反应釜与连续煅烧窑，确保沉淀均匀与煅烧充分，产品纯度稳定。

烘干包装环节，氧化稀土产品经真空干燥机烘干（干燥温度120℃，干燥时间2小时，真空度-0.09MPa），水分含量低于0.1%，然后经自动包装机包装（每袋25公斤），入库储存；包装过程采用惰性气体保护，防止产品氧化，确保产品质量稳定。

整个试点过程从启动到结束历时6个月，按照“小批量试产-稳定运行-满负荷测试”三个阶段推进，每个阶段均实现了预期目标，未出现任何技术故障、安全事故或环保超标问题。

第一阶段（前1个月）为小批量试产阶段，日处理废旧物料1吨，主要验证工艺参数的合理性与设备的运行稳定性；通过实时监测各环节的浸出率、萃取率、杂质去除率、产品纯度等指标，持续优化工艺参数（如调整浸出温度、萃取剂浓度、沉淀剂添加量等），最终确定了最优工艺参数组合；试产阶段稀有矿产回收率达95.2%，产品纯度达99.5%，设备运行稳定率达99%，各项指标均达到预期。

第二阶段（中间3个月）为稳定运行阶段，日处理废旧物料3吨，重点验证工艺的连续性与稳定性；期间累计处理废旧物料270吨，其中废旧永磁体150吨、废旧电子设备拆解料120吨；生产过程中，自动化控制系统实时调控工艺参数，质检部门每2小时对中间产品进行一次检测，环保部门实时监测“三废”排放情况；稳定运行阶段平均稀有矿产回收率达95.8%，产品纯度达99.6%，回收成本较传统工艺降低26%，能耗降低42%，废水排放达标率100%，废气中有害物质排放浓度远低于国家标准，废渣无害化处理率100%，各项指标均优于试点目标。

第三阶段（最后2个月）为满负荷测试阶段，日处理废旧物料5吨，全面验证工艺的规模化应用能力；累计处理废旧物料300吨，其中废旧永磁体180吨、废旧电子设备拆解料120吨；满负荷运行状态下，设备联动运行稳定率达98.5%，工艺参数波动范围控制在±2%以内；最终统计数据显示，满负荷阶段稀有矿产回收率达96.1%，产品纯度达99.7%，回收成本较传统工艺降低28%，单位产品能耗降至800kWh/吨（传统工艺为1333kkWh/吨），各项核心指标均超额完成试点目标；期间共生产氧化稀土产品68吨，其中氧化钕42吨、氧化镝15吨、氧化铽11吨，产品经龙国稀有矿产产品质量监督检验中心检测，纯度均达到99.7%以上，杂质含量低于0.3%，完全符合高性能永磁体生产、电子设备制造等高端领域的原料要求，顺利通过第三方质量认证。

试点项目的经济效益显着，为集团带来了可观的直接与间接收益。

直接经济效益方面，试点期间累计处理废旧物料570吨，生产氧化稀土产品68吨，按市场均价（氧化钕30万元/吨、氧化镝150万元/吨、氧化铽200万元/吨）计算，产品总销售额达68×[(42×30)+(15×150)+(11×200)]÷68=42×30+15×150+11×200=1260+2250+2200=5710万元人民币；项目总成本（包括原料采购成本1200万元、设备折旧150万元、能源消耗300万元、人工成本200万元、药剂消耗500万元、环保处理成本150万元、其他费用100万元）共计2600万元人民币；实现毛利润5710-2600=3110万元人民币，毛利率达54.5%，投资回报率达124.4%（毛利润÷项目总投资2.5亿元×100%）；较传统回收工艺，该项目每吨产品成本降低8万元，68吨产品累计节约成本544万元，同时因能耗降低42%，累计节约标准煤350吨，减少碳排放875吨，获得鹏城环保部门发放的低碳生产补贴180万元人民币。