Clean metallurgy and technical progress of light rare earth minerals

ABSTRACT

Bastnasite and mixed rare earth concentrates are the two main rare earth minerals in the world, which are located in China, the United States and Canada, and they account for more than 80% of the annual global rare earth ore production. The oxidation roasted method of bastnasite and the sulphuric acid roasted method of mixed rare earth concentrates are the main processes. Although the yield of rare earth can reach over 90%, the problems are long process, high acid and alkali consumption and radioactive waste. For this reason, a number of clean smelting processes are developed such as low temperature sulphuric acid roasting of mixed rare earth concentrates, magnesium bicarbonate smelting, combined acid–base decomposition. Firstly, this paper summarises the current processes for both minerals and the improvements in recent years, as well as the new technologies in terms of rare earth extraction rates and the effect of comprehensive resource utilisation. Finally, this paper reviews the problems that exist in the different smelting methods. It is recommended to consider the comprehensive recovery of valuable resources such as fluorine, phosphorus, calcium and thorium in the development of clean smelting processes to achieve green and sustainable development of rare earth smelting.

La bastnaésite et les concentrés de terres rares mixtes sont actuellement les deux principaux minéraux de terres rares dans le monde, situés principalement en Chine, aux Etats-Unis, en Australie, au Brésil et au Canada, et ils représentent plus de 80% de la production annuelle mondiale de minerai de terres rares. La méthode de grillage par oxydation de la bastnaésite et la méthode de grillage à l’acide sulfurique des concentrés de terres rares mixtes sont les principaux procédés de fusion de la bastnaésite et des concentrés de terres rares mixtes. Bien que le rendement en terres rares dans l’ensemble du procédé puisse atteindre plus de 90%, les problèmes comprennent les longues durées de traitement, la consommation élevée d’acides et d’alcalis et les déchets radioactifs. Pour cette raison, plusieurs procédés de fusion propres sont développés, tels que le grillage à l’acide sulfurique à basse température des concentrés de terres rares mixtes, la fusion au bicarbonate de magnésium, la décomposition combinée acide-base, la décomposition au chlorure d’ammonium de la bastnaésite et des méthodes combinées de préparation et de métallurgie. Tout d’abord, cet article résume les procédés actuels pour les deux minéraux, suivis des améliorations des procédés de fusion des deux minéraux au cours des dernières années, ainsi que les nouvelles technologies en termes de taux d’extraction des terres rares et de l’effet de l’utilisation complète des ressources, fournissant une référence pour l’utilisation complète des ressources et la fusion propre de ces types de minéraux de terres rares, et finalement, cet article examine les problèmes qui existent avec les différentes méthodes de fusion. Il est suggéré que la récupération complète des ressources de valeur telles que le fluor, le phosphore, le calcium et le thorium, soit prise en compte dans le développement de procédés de fusion propres pour atteindre un développement vert et durable de la fusion des terres rares.

KEYWORDS:

• Bastnaesite
• mixed rare earth concentrate
• smelting process
• cleaner production

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the author(s).

Additional information

Funding

Financial support for this word was provided by the National Key R&D Program of China (No. 2022YFC2905302 and 2022YFC2905304).