稀土的开采加工

　　罗马不是一天能建成的，稀土矿石想要变成人见人爱的“万能之土”，也还有一条很长的路要走。

　　既然叫“矿”，那就说明这些稀土并不会像超市货架上的东西似的摆在那儿供人随便挑选，它们都深埋在地下，所以我们首先要把它们开采出来。一般来说，矿石的开采有两种：露天开采和矿井开采。露天开采又叫剥离法开采，这种方法就像剥水果一样，先挖掉矿层上面的表土和岩石（术语叫覆盖层），然后再开采显露的矿层。露天开采适用于地势平坦、矿层埋藏不深的地方，现在许多现代化露天矿使用设备已经可以剥除厚达60余米的覆盖层。

　　不过我们完全可以想像，如稀土矿之类的值钱货留在地表浅层的肯定早就被挖光了，所以想要挖出这些深埋地下的矿藏，就必须采用矿井开采法。它有三种形式：竖井、斜井和平硐。所谓竖井，是一种从地面开掘以提供到达某一矿层或某几个矿层通道的垂直井，井下挖出来的矿石先倒入竖井旁边位于矿层水平线以下的矿仓里，再装入竖井箕斗从井下提升上来。而斜井则是用来对付非水平矿层的一种倾斜巷道，井内装有用来运矿的带式输送机，人员和材料则用轨道车辆运输。平硐是一种水平或接近水平的隧道，它开掘于水平或倾斜矿层在地表露出处，经常随着矿层开掘，允许采用任何常规方法将矿石从工作面连续运输到地面上来。至于采用哪种开采形式，这个完全取决于当地矿层的实际情况，因地制宜才是王道啊！

　　好，现在稀土矿石挖出来了。不过刚刚重见天日的它们，转眼就被送进了破碎机粉身碎骨，杯具啊！其实，这种破碎处理是为后续的选矿工序做准备。因为所有的稀土矿都是属于伴生矿，要得到稀土就得先选矿分离。拿我国的白云鄂博矿来说吧，它是包钢的铁、稀土矿石基地，在开采铁矿的同

　　时还会开采出稀土，两种矿石都是值钱的玩意，不可能当杂质丢掉，所以要进行分离，才能物尽其用。通常，矿山采用的是弱磁或强磁选矿机，这样可以得到铁精矿和强磁中矿、尾矿。然后，根据铁矿石和稀土矿石的比重不同，再用浮选工艺进行稀土选矿，最后就可以得到稀土精矿了。

　　稀土精矿中的稀土，一般都是以难溶于水的碳酸盐、氟化物、磷酸盐、氧化物或硅酸盐等形态存在。所以为了获得稀土产品，就得进行冶炼。稀土矿的冶炼方法也有三种：碱法冶炼、酸法冶炼和火法冶炼。三种方法各有千秋，每种方法所对应的后续分离过

　　程也不一样。但对可怜的稀土矿石来说，无论选哪条路都不会是阳关大道。接下来，我们就来看看它究竟是怎么个悲惨法吧！

　　首先看碱法冶炼，它是最传统的方法，适用于品位大于55%以上的稀土精矿，对精矿质量有很高的要求。其实这也不难理解，想当初，稀土哪有今天这么火啊，所以开采量不会有多大。俗话说慢工出细活，开采数量小了，矿石的品质自然就高了，于是便有了碱法冶炼。它的工序很简单，先把矿石用酸液浸泡，让稀土元素都溶解到溶液里；然后过滤，把矿石里头那些不溶于酸的杂质都去掉；再加入碱液，让稀土离子沉淀下来；然后把稀土沉淀物捞出来，再用纯水给它洗N遍澡，这样就能去掉其中藏着的杂质离子；最后，在稀土沉淀物里加入盐酸（HCl），让其溶解，这样就可以得到高纯度的氯化稀土料液了。不过，这种稀土料液还是个混合物，里头有着各种稀土元素的氯化物。原因很简单，因为稀土家族和煤矿铁矿这些家伙还不一样，它们从小亲密无间，一般的酸浸碱泡是不能拆散其骨肉亲情的。所以我们要获得单一的稀土，就得靠强力手段—萃取（盐酸体系）。虽说稀土族元素性质非常接近，但还是不完全相同，而萃取利用的就是这一点点不同，才能将其一一分离。经过萃取，最后我们就能得到各种稀土氯化物产品了。它们既可以直接使用，又可以进一步还原得到稀土金属单质，但不管是氯化物还是单质，都在工业上大有用武之地。碱法工艺基本没有废气排放，而且废水和废渣量也比较少，但它各个工序基本都是间歇式操作，所以效率相对略低。

　　碱法冶炼好是好，但是太挑食，如果它面对的是低品位矿石，那效率就是个杯具，于是便有了酸法冶炼。这种方法的工序其实和碱法差不多，只不过它浸泡矿石用的是浓硫酸，沉淀剂用的是碳酸氢铵（NH4HCO3），所以最后得到的是碳酸稀土。它和氯化稀土一样，是稀土工业里最主要的两种初级产品。碳酸稀土可以直接用于抛光粉行业，也可以转化为氯化稀土，还可以经硫酸体系的萃取分离，得到单一元素的稀土产品。酸法冶炼虽然可以消化那些贫矿，但是这种工艺在反应过程中会产生大量的酸性废水、废气，后期治理成本很高，可谓得不偿失。

　　碱法冶炼和酸法冶炼都属于湿法冶金，而火法冶金则跟炼铁炼钢没什么区别，无非就是利用高温从矿石中提取金属或其化合物的冶金过程，由于在这个过程里没有水溶液的参与，所以它又被称为干法冶金。这种工艺方法简单（适合山寨），设备简单（还是适合山寨），步骤简单（依然适合山寨），所以在广大的山寨小稀土矿旁总是土高炉林立。虽然火法冶金投资见效快，但它有一个最大的的问题—浪费极大！特别是那些土高炉，炼出一种稀土，往往会把其他十几种伴生的稀土元素全部当废渣丢掉（虽然这种浪费对山寨小稀土矿老板们来说完全不是问题，他们挖稀土矿就跟挖土似的……），再加上火法冶金的高能耗和严重的三废污染，相当不和谐。所以，国家现在已经明令对这些山寨作坊予以取缔，这实在是大快人心。