今天看到一家美国公司发明了一种新的矿物分离技术,可以大幅度提高稀土、铀等矿物的分离效率,减少相关成本,减少污染。最关键的是,这种机器是移动式的,可以即插即用,无需改变别的流程,该公司自认是一种新的工业突破,可能改写稀土和铀的游戏规则。这种技术真的有他们说的那么神奇,会革命性地改变稀土和铀行业吗?
这家公司名叫迪萨技术,总部在怀俄明州的卡斯珀。他们的技术涉及到矿物的最初分离,这个很容易理解,我们所需要的矿物,绝大多数时候是和其他化合物杂合在一起的,并且含量不高,像是稀土矿,百分之几就已经是捡到宝了。所以要使用某种方法将它们初步分离出来,再用昂贵的化学物质或耗能的加热方式进一步提纯。
很明显,如果你能在最初阶段就得到更纯的精矿,那么后续程序就能节约大量的化合物或能源,从而获得成本上的优势,降低对环境的影响。迪萨公司的技术,就是在这里突破的,他们发明了一种全新的方法。
根据迪萨公司的说法,在矿物加工程序的研磨或再研磨阶段,成本通常会占到加工总成本的约40%,而目前一般是通过球磨机、棒磨机和摩擦洗矿机等设备做选矿,将矿物粉碎后与脉石矿物等分离开来。这个脉石,通常就是没有用的矿物。该公司经过多年研究,开发了一种被称为高压浆料冲蚀(HPSA)的技术,利用不一样矿物的硬度差异,通过机械方式来实现混合物的干净分离。
具体来说,他们开发了一种高压浆料冲蚀机,可以插入现有的选矿流程中,以取代球磨机、棒磨机和摩擦洗矿机等设备。矿物浆料通过高压喷嘴,泵入碰撞室互相碰撞,由于矿物的硬度和性质不同,这些粒子会选择性地脆化、粉碎,从而能够通过不同目数的筛网分离。该公司对此有一个形象的比喻,就像很多沾满泥浆的网球,互相碰撞后泥土脱落,但网球完好无损,从而可以实现相互之间的分离。那么这个效果究竟如何呢?
他们网站上有多篇论文,其中一篇是对含铜铀矿石的再研磨,相比于棒磨机,高压浆料冲蚀机可以提高铜的回收率22%,品位13%。另一篇是对含稀土的正长石的测试,正长石莫氏硬度是6,里面有含稀土磷酸盐的独居石,硅铈石、氟碳铈矿,莫氏硬度分别是5、5、4,经过高压浆料冲蚀机处理后,95%的稀土元素被富集到了占总质量58%的产品中,而传统研磨机只能回收29%,这意味着减少了42%的后续处理量,可以极大地降低成本和化学药剂的使用。
迪萨公司声称,通过他们的不懈努力研究,目前已经能够最终靠这种技术,筛选铀/钒/磷酸盐/钾盐/石墨/铜/钼/金/稀土元素等,每小时能处理50吨矿物,每吨仅耗费5度电,未来还将继续优化这些指标。
目前迪萨公司已经与几家公司合作,在磷酸盐厂等设施中安装了高压浆料冲蚀机进行试点生产,然后也和拉马科资源合作,就是去年11月份我视频介绍过的,美国一位71岁的老人,用200万美元在怀俄明州,买到了价值370亿美元的布鲁克稀土矿,还有大量的镓和锗两种关键矿产。拉马科资源就是这位老人的公司,他也是一位银行家,两者一拍即合,准备用更经济的方法来开采这个巨大的稀土矿,美国还寄希望于用它来摆脱对中国的稀土依赖呢。
但选矿只是高压浆料冲蚀法的一个应用,迪萨公司雄心勃勃,正在开发更有野心的应用,首当其冲的就是生产铀,这个我也做过几个视频,现在全球都在开发小型模块化核堆,还有60多座核电站在建设,其中一半在中国,随着越来越多核电站的建成,最近几年全球就可能面临“铀荒”。
美国在上世纪大炼“铀”期间废弃了15000多个铀矿,迪萨公司测试后发现,很多遗留矿区的铀矿物,莫氏硬度为2到3,而沙粒石英的硬度高达7,高压浆料冲蚀法是硬度相差越大越容易分离,因而可以更高效地选矿,将放射性元素从废弃矿区除去,平息当地人的怒气,顺带解决美国的“铀荒”问题。
然后另一个应用就是处理其他矿物的尾矿,包括黄金、钼、铜等,因为尾矿还有一个优势,那就是无需前期研磨,可以直接引入高压浆料冲蚀机进行筛选,在不过度研磨的情况下提高有用矿物的回收率和品位。
所以看看,高压浆料冲蚀法可以选稀土矿,可以提铀,能处理尾矿,都是重量级的关键应用,如果真的效果非凡,可能确实算得上是迪萨公司所说的工业突破,稀土和铀游戏规则的改变者,目前他们已为这项技术申请了6项美国专利和10项国际专利,最近还拿到了1500万美元的A轮融资,并在美国各地及澳大利亚、加拿大设立了分支机构。
但众所皆知的是,中国拥有庞大的稀土产业,是全球稀土领域的主导力量,占绝对的垄断地位,生产了全球95%以上的稀土,连美国的稀土矿都要运来精炼,多年的发展下来,稀土生产技术已是全球最先进,稀土人才已是全球最多的,这是毫无疑问的,那么中国稀土选矿采用的是什么方法,使用了高压浆料冲蚀法这种技术吗?
根据我找到的资料,中国的稀土选矿方法主要有六种,包括重选法,也就是根据矿物密度的不同,通过重力来筛选;磁选法,利用磁性分选磁性和非磁性矿物;电选法,根据矿物导电性不同进行分离;化学选矿法,利用氯化钠或硫酸铵溶液,先浸出再沉淀;辐射选矿法,利用矿物中钍含量不同进行筛选,这种方法用得较少。用得最多的是浮选法,利用矿物表面物理化学性质的不同,从矿浆中浮出矿物,是工业上应用最广泛的选矿方法。
然后有个例子还说得非常详细,说内蒙古白云鄂博矿山的稀土矿,在矿山采出后先将大矿石破碎,用火车运到包头的选矿厂,用锥形球磨机磨矿分级,再用圆筒磁选机把62%到65%的氧化铁选出来,尾矿接着来进行浮选和磁选,得到45%以上的二次铁精矿。剩下的浮选泡沫稀土品位可达10-15%,再用摇床选出30%的稀土粗精矿,然后慢慢地提高到60%以上。
但我没找到中国企业使用高压浆料冲蚀法这种技术的例子,可能这种方法确实是迪萨公司的独门绝技,如果真的有效,并且成本不高的话,对稀土、铀矿及其他矿物的分离,可能真的会产生有益的影响,尤其是减少对环境的伤害。这种技术实际可能也需要和其他技术结合使用,并不是他们说的取代球磨机、棒磨机或摩擦洗矿机等设备那么简单,不过我没找到更多有关这方面的资料,也没有这种机器详细运行的参数,毕竟人家的专利技术嘛。
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