稀土产业链分为上游开采、中游冶炼分离与金属制备、下游精深加工与应用三大环节。上游主要包括轻稀土矿和中重稀土矿的勘探与采掘,主要集中于内蒙古包头、四川以及江西赣州、湖南、福建、广东、广西等地。中游涉及稀土原矿的冶炼、分离和提纯,通过火法或湿法冶金技术生产单一或混合稀土氧化物、金属及其盐类,这一过程技术门槛较高且环保要求严格。下游是产业链附加值最高的部分,包括高性能钕铁硼永磁材料、催化材料、发光材料、抛光材料、储氢材料等功能材料的制造,并最终应用于新能源汽车电机、风力发电机、机器人伺服系统、节能家电、消费电子等多个高技术领域。此外,稀土回收利用作为循环经济的重要组成部分,正日益受到重视,相关政策鼓励企业加强二次资源综合利用。
我国在稀土开采和冶炼工艺方面已达到较高成熟度。具体来看,稀土开采方式主要分为露天开采和原地浸矿两种。北方地区以混合型稀土矿为主,通常采用露天开采,通过湿磁分离和泡沫浮选技术提取稀土精矿。南方地区的离子型稀土矿则更多采用原地浸矿方法,通过分离浸取液提取稀土。在冶炼工艺方面,轻稀土矿通常采用浓硫酸焙烧法处理,经过研磨破碎、磁选分离后,在300-500℃条件下与浓硫酸混合焙烧,再通过水浸获得硫酸稀土溶液,最后利用溶剂萃取分离得到单一稀土。中重稀土矿则需注入硫酸铵溶液,经过离子吸附、置换溶液、草酸沉淀等步骤,调整pH值至4.5,再进行浸出液处理,并使用P204萃取剂萃取分离,最终得到高纯氧化铽等产品。经典的稀土分离提纯方法包括化学沉淀法、离子交换与吸附法、萃取色层法、溶剂萃取法、液膜分离法等。其中,溶剂萃取法因选择性好、处理量大、连续作业、产品纯度高等优势,已成为主流工艺。