模糊分离萃取技术的经济优势

杨洁　周菁　彭婧

摘 要：稀土分离萃取工艺是稀土生产过程中的关键过程，能够实现稀土元素的分离与提纯，萃取分离效果直接关系着产品的质量。模糊分离萃取技术的应用实现了对传统萃取工艺的优化，为稀土企业带来了更为显著的经济效益。

关键词：模糊分离萃取;稀土产业;经济优势

对于当前国内的萃取分离技术来说，模糊分离萃取技术处于行业领先水平。该技术实现了对传统萃取技术的发展与优化，有效控制了生产过程中的酸碱消耗，降低生产成本，同时还能够获得良好的分离效果，得到高纯产品，是具有很高应用价值的稀土分离技术。

1.模糊分离萃取技术概述

在稀土生产过程中应用萃取分离技术能够实现不同稀土的分离提纯，该技术的理论支持可追溯到上世纪60年代，到上世纪90年代以徐光宪所确立的串级萃取理论为基础的模糊分离萃取技术开始受到稀土行业的重视。对比传统萃取技术，模糊分离萃取技术改变了稀土走向。

如图1所示，A、B和C表示稀土中的任意组分配比，在实际生产中要料液与产品的要求为准。该分离过程可分为两层，第一层为A/C分离，第二层为A/B、B/C分离。受分离系数影响，A/C分离只需要实现粗分离，因此不需要过多的反应级数，分离后要保证A与C不共存，而B所在相则无需考虑。第二层分离是以A/C分离段的粗分离为基础，在第二层分离过程中需要通过级数的增加实现稀土元素的精细分离，得到企业所需要的高纯度单一产品A、B、C。

2.模糊萃取分离的技术优点

2.1分离效果良好

在模糊分离萃取技术中应用了萃取和洗液、反液共用技术，与传统萃取工艺相比能够实现更多次数的萃取交换，在很大程度上提升了萃取分离效果。萃取分离得到的产品纯度与分离效果正向相关，最终产品质量因此得到提升。

2.2生产过程易于控制

模糊分离萃取工艺中水相出口仅有少量余酸，不需要消耗碱液对其中和，加之稀土浓度高可直接进入下一层的萃取分离段，这就实现了本层萃取槽体积的缩小。与传统萃取工艺相比，模糊分离萃取工艺水相出口稀土浓度提高了60%，下一层的萃取分离槽体积同样可以减小。

2.3生产投资少

萃取工艺需要在符合工艺要求的萃取槽体中进行，由上文可知模糊分离萃取技术的应用能够缩小槽体体积，减少生产投资。首先，槽体体积减小能够减少一定的土建工程费用;其次，槽体体积减小能够减少材料费用，最终实现槽体建设费用与总投资的节省。

3.模糊萃取分离技术的经济优势

3.1 降低酸碱消耗

以包头白云鄂博稀土矿为例，模糊分离萃取技术较传统萃取工艺能够实现30%的酸碱节约。应用模糊分离萃取技术能够明显降低总萃取量与总洗涤量，进而减少萃取过程中碱液消耗，对应的洗涤酸量同样降低，实现原辅材料消耗的合理控制。该技术之所以能够降低单耗，是因为模糊分离所针对的为间隔元素圈粉力，例如常见的模糊分离铈，就是针对镧与镨进行的全分离。镨、镧之间的分离系数为12，远大于相邻元素之间的分离系数，因此所需要的萃取剂较少，配套的酸碱单耗同样降低。在分离稀土元素的最后一个分离层中，模糊萃取利用稀土进行稀土的洗涤，进一步纯化中间元素，再次实现萃取剂消耗的减少。生产过程中酸碱单耗的降低，积极促进了稀土生产成本的降低。

3.2 降低新水消耗与废水排放量

以包头稀土矿为例，应用模糊分离萃取技术能够实现水消耗与排放量的降低，降幅接近50%。萃取生产中用水量与萃取剂的用量成正相关，而模糊分离萃取技术所需要的萃取剂量较小，因此用水量也随之减少;而排水量减少则是由于酸、碱、水用量的降低。如今我们所面临的环境问题日益严峻，水又是人类生存不可或缺的资源，控制生产用水量与废水排放量对水资源保护有着重要意义。应用模糊分离萃取技术不仅能够节约经济成本，还能够获得良好的社会效益。

3.3 减少萃取生产中的压槽量

以包头矿的萃取分离过程为例，模糊萃取分离技术在压槽量上较传统萃取工艺有大幅减少。首先，对于总有机压槽量来说，对比传统工艺模糊萃取实现了30%的节约量;其次，对于总稀土压槽量来说，对比传统工艺模糊萃取实现了约60%的节约量。通过降低压槽量能够实现固定资产投资与生产所需资金的双重减少，从而实现资金使用效率的提升，有效控制生产成本。

3.4 降低萃取生产过程中的耗电量

以包头矿的萃取分离过程为例，通过统计该生产流程采用不同萃取工艺的年耗电量可知，在萃取生产的年度电量使用情况上，模糊分离技术所需电耗远低于传统萃取工艺，按照全年生產300天计算可以实现60%的电耗节约量。从稀土产业的自身特点来说，萃取分离在整体生产过程中属于高能耗流程。如果能够对其用电量进行有效降低，将会对生产成本的节约起到促进作用，同时还有助于节能减排工作的推进，控制温室气体排放。

3.5 降低固定资产投资与运营成本

对于同样以包头矿为原料的分离萃取工艺来说，固定资产投资与运营成本都会较传统工艺有大幅降低。由于模糊萃取分离技术所需要的酸碱用量、水用量、电耗量等都低于传统工艺，在做成本评价时，应当综合分析各项指标权重进行运营成本对比。表1为稀土萃取模糊工艺的经济指标与传统工艺的对比。对比传统工艺，模糊萃取的运营成本能够节约40%，具有显著优势。

结束语

综上所述，模糊分离萃取技术对传统萃取技术的替代实现了生产工艺的优化，在经济层面更是具有显著优势。通过大量试验表明，模糊分离能够降低酸碱用量，减少废水排放量，降低生产能耗量等，实现综合效益的提升。

参考文献

[1]廖春生，程福祥，吴声，等.串级萃取理论的发展历程及最新进展[J].中国稀土学报，2017，35（1）.

[2]韩旗英.轻稀土萃取分离工艺技术经济评价[J].中国稀土学报，2013，31（4）.