摘要：第二十五届专利金奖预获奖项目中有一件名为“稀土矿的冶炼分离方法”的专利，它是有研稀土新材料股份有限公司在2015年05月26日向国家知识产权局提交的发明申请，该专利于2019年5月31日被授权公告。在众多矿产冶炼分离方法的专利中，为什么这篇能脱颖而出得金奖？在

第二十五届专利金奖预获奖项目中有一件名为“稀土矿的冶炼分离方法”的专利，它是有研稀土新材料股份有限公司在2015年05月26日向国家知识产权局提交的发明申请，该专利于2019年5月31日被授权公告。在众多矿产冶炼分离方法的专利中，为什么这篇能脱颖而出得金奖？在聊这个话题之前，我们先来说说稀土的故事。

本文涉及第二十五届中国专利金奖项目

美国关键领域卡脖子，中国反制稀土牌

近年来，国际局势风云变幻，科技领域已然成为大国之间战略博弈的核心战场。美国在这场角逐中，宛如一位偏执的 “技术守门员”，天天举着技术封锁的大棒，对中国关键技术领域处处使绊子，从“芯片限购令”到“设备禁运令”，打压手段层出不穷，把狭隘和短视展现得淋漓尽致。

面对美国的无理打压，中国果断出牌，直接掏出了“稀土” 这把锋利的 “杀手锏”。要知道，稀土可是被誉为 “工业维生素”，在现代高端制造业里那就是不可或缺的 “万能钥匙”。中国几十年来默默深耕稀土领域，就像修炼绝世武功一样，积攒了深厚的内力，稳稳拿捏全球85%的稀土市场份额，这是我们的 “王炸” 资本。

中国对锗、铟、镓、钼、钨、铋、碲等战略物资实施出口管制，覆盖30种金属化合物、加工设备及核心工艺。顿时，美国一些高科技企业瞬间就像断了粮草的军队，乱了阵脚。好多高端工业产品就像没了电的玩具，直接罢工。

稀土能做啥，美国为啥这么慌？

稀土，是指镧、铈、镨、钕、镥、钪、钇等元素的总称，它绝非普通的矿产资源，在现代工业的各个领域都扮演着不可或缺的角色。从高端电子产品到先进的军事装备，从新能源汽车到航空航天器件，稀土元素的身影无处不在。

在新兴能源战略领域，如果说驱动电机是新能源汽车的“心脏”，那么稀土永磁材料就是让这颗 “心脏” 强劲跳动的关键。特斯拉部分车型电机就采用了稀土永磁材料，有效提高了车辆的能源利用效率和动力输出。

在国防军工领域，在武器装备、航空航天制造中，稀土用于制造耐高温、高强度的合金材料。稀土元素制成的红外探测器、激光测距仪等关键部件，能提高武器的探测精度、瞄准精度和打击准确性。稀土还被用来制造飞机的发动机、目标雷达等部分。甚至美国那些吹上天的F-35战斗机，没了稀土也得趴窝。

在人工智能领域，稀土元素用于优化芯片的性能和散热效率，提升计算速度和稳定性，为人工智能的大规模数据处理和深度学习提供硬件支持。机器人的电机、传感器等核心部件高度依赖稀土材料，以提高机器人对环境的感知精度和响应速度。

在尖端科技领域，稀土元素在量子通信上具有独特的应用潜力，利用其特殊的光学和磁学性质，可制造量子密钥分发系统中的单光子源和量子存储器件，实现安全可靠的量子通信。稀土还应用于卫星的电子设备、太阳能电池板，提高太阳能电池的光电转换效率，为卫星的运行提供稳定的能源。

稀土提取技术——坚不可摧的 “金刚盾牌”

任凭国际风云变幻，中国处之泰然，在复杂局势中谋布局，技术创新占先机。

美国稀土产业发展受阻，不仅因为储量低，还由于提纯分离技术难以突破。中国在稀土提取技术领域，历经了数十年的艰苦探索，中国科研人员攻克了一道道技术难关，掌握了一系列具有自主知识产权的先进提取技术。我国采用的第三代提取技术优势显著，稀土提取率能够达到95%。而世界范围内普遍应用的还是第一代稀土提取技术，稀土提取率仅为30%，即使第二代稀土提取技术可实现70%的稀土提取率，而这一技术也是其他国家所觊觎的。

从稀土矿的开采，到稀土产品的深加工，再到高端应用领域的拓展，中国已经形成了一套完整、高效的产业体系。这一产业体系的强大竞争力，使得中国在全球稀土市场上占据了主导地位。凭借先进的稀土提取技术和深加工产品的占有量，中国在国际市场上拥有了重要的话语权。当西方国家试图在技术上对中国 “卡脖子” 时，中国的稀土提取技术就如同一张有力的 “金刚盾牌”，让我们有底气、有能力应对各种挑战。

突破稀土绿色瓶颈，构建循环高质量格局

几十年前，美国将稀土产业转移到海外一个很重要的原因是，稀土开采和提炼是个高成本过程，不仅需要大量资金用于前期勘探、开采设备购置，后期提炼过程中还需消耗大量能源，且对环境影响大，治理成本高昂。

稀土提取过程中会产生大量废气、废水和废渣，对环境造成较大压力。如稀土矿常伴生氟、硫等元素，提取时经高温焙烧会产生二氧化硫、氟化物等有害气体，会形成酸雨危害人体与自然植被。提取使用大量化学试剂，存在着酸碱用量大、成本高、废水排放量大等问题。同时，还会形成含放射性元素的放射性废渣，造成放射性污染，尾矿、冶炼炉渣的一般工业废渣，占用土地，淋溶后还会造成二次污染。

中国在资源可持续发展领域不断探索，经过了一代代科技人员不懈地探索，走出了一条绿色可循环发展路径，也取得了一系列令人瞩目的重大突破。

本次获奖专利的专利权人是有研稀土新材料股份有限公司，其前身北京有色金属研究总院稀土冶金研究所是我国最早从事稀土研究开发的单位之一，依靠自主创新、自主研发的稀土新材料、新技术、新工艺及装备进行产业化开发应用，建立了从稀土提取分离到稀土功能材料的特色稀土产业链。在稀土开发领域有近600篇专利，聚焦稀土发展的多个技术领域布局，既深耕传统优势领域，又拓展新兴应用领域，还将加大环保技术研发投入，助力稀土产业绿色可持续发展，为中国稀土工业体系建设贡献突出。

现有的分离工艺（如包头混合型稀土矿）主要采用硫酸焙烧-水浸-氧化镁中和除杂-萃取转型或萃取分离工艺，得到的硫酸稀土溶液需要加入大量的固体氧化镁中和余酸并调节pH除杂，由于轻烧氧化镁中杂质含量高、固体反应速度慢，导致未反应的氧化镁及其杂质形成大量废渣；pH值变化滞后难以控制，导致稀土沉淀损失，且大量废渣吸附稀土离子，降低稀土回收率；在稀土萃取转型和分离过程产生大量含硫酸和硫酸镁的酸性废水，等均需要大量的碱中和处理，废水中含大量的钙离子，返回使用容易富集形成硫酸钙结晶，堵塞管道，或在萃取过程形成三相物，影响分相等，废水难以循环利用。

为解决上述问题，有研人在积极的技术探索与创新后取得了突破性研究成果。获奖专利通过采用碳酸氢镁水溶液对硫酸焙烧后的稀土焙烧矿进行浸出，不仅能够将稀土浸出得到硫酸稀土溶液，而且实现了消耗余酸、中和调pH值的功能，从而使稀土矿中的铁、磷、钍等杂质离子形成沉淀进入废渣，达到除杂的目的。与现有技术中的固体氧化镁中和除杂方法相比，杂质含量低、可以减少渣量和稀土夹带损失，而且反应速度快，易于准确控制pH值，以降低稀土除杂损失，提高稀土的回收率，实现了浸矿、中和除杂及简化工艺流程“一举多得”的效果。

图片来源：

[1]https://www.zhihu.com/question/310186247/answer/763774838.

[2]https://baijiahao.baidu.com/s?id=1818496704454440882&wfr=spider&for=pc.

来源：IP创新赢