一、项目需求背景与意义
稀土被誉为“工业维生素”,广泛应用于清洁能源、智能制造、信息技术、国防军工等领域。赣州素有“稀土王国”之称,尤其是南方中重离子型稀土资源具有特殊地位,具有离子矿储量大、稀土元素种类齐全、中重稀土高价值高等优势。2019年5月20日,习近平总书记在赣州视察时指出,稀土是重要的战略资源,也是不可再生资源。要紧紧扭住技术创新这个战略基点,掌握更多关键核心技术,抢占行业发展制高点。
我国稀土产业具备显著的资源、技术和规模优势。全球已探明稀土储量1.2亿吨,中国稀土储量4400万吨,占比超36%,居世界第一;中国是全球唯一具备完整稀土工业体系的国家,采-选-冶炼分离技术世界第一;2018年中国冶炼分离产量占全球总量的86%,提供了全球97%的稀土原料供应量,稀土氧化物产量约15万吨,稀土冶炼分离产量世界第一。
然而,稀土冶炼制备过程还很粗放。当前,绝大多数企业采用“溶剂萃取-草酸/碳酸盐沉淀-隧道窑煅烧”工序生产稀土氧化物,存在能量消耗高、碳排放压力大、劳动强度大、产品附加值低等不足,亟待科技创新,提升产业竞争力。
绿色、低耗、高效、智能是稀土冶炼制备产业技术的发展方向,符合国家绿色、低碳发展理念。项目研究将为稀土冶炼领域实现国家双碳战略提供技术支撑。
二、有共同技术需求的同行企业
1、赣州晨光稀土新材料有限公司
2、吉安鑫泰科技股份有限公司
三、技术难题概述
当前,无任是从稀土矿物还是从稀土二次废料提取稀土,主要采用“前处理+溶剂萃取+草酸/碳酸盐沉淀+高温煅烧”工艺,其中高温煅烧主要采用隧道窑或推板窑煅烧技术。隧道窑或推板窑煅烧技术是将稀土草酸盐/碳酸盐物料装入钵子,摆放到推板上,推板经隧道窑或推板窑轨道进入窑内煅烧,煅烧完成后等待降到室温后,经振动筛过滤进入混料机混料装袋。
隧道窑或推板窑煅烧技术属于静态煅烧方法,提供的热源不均匀且煅烧过程需先加热装稀土草酸盐/碳酸盐物料的钵子,然后由钵子吸热将物料加热从而发生煅烧反应,传热效率低,煅烧时间长达30小时左右,且隧道窑或推板窑表面积大、散热多,能量消耗大(约450 m3天然气/t RE2O3),碳排放量大(约1.6t CO2/t RE2O3);而且钵子易损坏,产品易受污染;同时由于物料长期处于高温环境,往往出现过煅烧现象,产品性能差,熔盐电解时易起灰飘逸,损失大;隧道窑或推板窑主要靠人工装料和卸料,人力劳动强度大,且设备复杂庞大、建造所需材料较多,投资大;隧道窑或推板窑的自动化水平低、质量控制难度大。
因此,研发一种绿色低碳高效的稀土草酸/碳酸盐煅烧新技术与装备,是稀土氧化物制备行业亟待创新的共性“卡脖子”技术。
四、技术攻关后希望达到的预期技术目标
1、煅烧时间缩短至10秒内,能耗降低30%以上,碳排放减少50%以上;
2、稀土氧化物产品物化性能好,熔盐电解时不易起灰飘逸,合格率达99.5%以上。
五、需求企业出资承诺
1、本企业愿意为该技术难题攻关提供研发资金不少于 2000 万元。其中:愿意支付揭榜单位研发资金不少于 300 万元。
2、承诺研发资金和支付揭榜单位资金及时足额拨付。
六、产权归属
揭榜前产生的知识产权归各自所有,揭榜后产生的知识产权归项目出资方和研发方共同所有。可共同成立合资公司,按股权比例进行权益分配,具体可商议签订合作协议。