首页 高压浸出 搅拌浸出 数字孪生 湿法冶金 溶剂萃取
智能化选矿 2024-09-30 20:26:03

包头废品收购站集中的地方(包头金属回收点)

一、包头包非金属矿选矿加工实例

本章收集了一些技术较成熟、废品有一定生产规模的收购企业的生产实例。

一、站集中中国高岭土公司

水洗高岭土选矿加工实例。地方点

(一)工艺流程

中国高岭土公司矿石性质比较复杂,金属下面所列为无尾矿的回收选矿工艺(图3-1-1)

图3-1-1中国高岭土公司水洗高岭土工艺流程图

从工艺流程可看出,中国高岭土公司在伴生矿物的包头包综合利用方面做了不少工作。用手选回收明矾石和用摇床、废品水力旋流器进行分选、收购回收硫铁矿,站集中使其达到工业利用品位,地方点供相关行业使用。金属最大量的回收石英用于制备矿山开采顶板的假顶材料水泥板和城市道路及建筑用的水泥砖等建筑材料,不但获得较大的包头包经济效益,改善矿山环境,还为无尾选矿加工树立样板。

(二)主要工艺设备(表3-1-1)

表3-1-1

(三)指标

高岭土精矿21×104t/a,硫铁矿精矿2×104t/a,明矾石矿石2×104t/a,建筑用石英砂5×104t/a,年处理矿石量近30×104t/a。产品分石化级高岭土、陶瓷级高岭土、橡胶填料级高岭土。

二、唐山麦迪逊高岭土有限公司

煤系高岭土选矿加工实例。

中国高岭土煅烧设备的研究开发起步较晚,但发展很快。目前已形成年产30×104t超细高白度煅烧高岭土的生产能力。下面以年产(3~5)×104t煅烧高岭土生产线为例介绍超细高白度煅烧高岭土的生产工艺和主要设备。

年产5万t煅烧煤系高岭土生产线。

(一)工艺流程(图3-2-1)

(二)主要设备(表3-2-1)

表3-2-1

注:一条φ3.8 m×48 m煅烧窑产能达到5万t/a。

图3-2-1唐山麦迪逊高岭土有限公司煤系高岭土加工工艺流程图

图3-3-1湖北豪迈超牌高岭土有限公司工艺流程图

(三)主要指标

粒度:-2μm含量≥86%±2%,白度:≥90%。

三、湖北豪迈超牌高岭土有限公司

公司于2007年7月建成投产,年产煅烧高岭土3.5×104t。其特点是:生产线能同时连续生产两类煅烧高岭土产品(填料级产品和造纸涂布级产品);生产线采用了球磨加分级系统,大大提高了生产能力和磨矿细度;采用了大型超细研磨机CYM5000,可将45μm(325目)生料浆一次研磨成-2μm含量大于94%的熟浆料;采用了内热式回转窑,不但提高生产能力,还大幅度降低了天然气耗量,由外热窑的400~450 m3/t降低到160~180 m3/t,大大降低了企业投资成本。

(一)工艺流程(图3-3-1)

(二)主要设备(表3-3-1)

表3-3-1

(三)主要指标

填料级产品(1250级煅烧高岭土)

细度:10μm(1250目),白度>90%,生产能力1.5×104t/a。

能耗:电耗360 kW·h/t,气耗(天然气,标准) 180 m3/t。

生产成本:720元/t。

造纸涂布级产品(双90级超细煅烧高岭土)

细度:-2μm>90%,白度>90%,生产能力2×104t/a。

能耗:电耗650kW·h/t,气耗(天然气,标准) 220 m3/t。

生产成本:900元/t。

四、黑龙江柳毛石墨矿石墨选矿

(一)工艺流程

采用一段粗磨、一次粗选、一次扫选、四段精矿再磨、七次精选的流程。粗磨与分级机组成闭路,扫选精矿和一、二、三次精选尾矿返回粗选前的分级机,四、五次精选尾矿返回到一次精选,六次精选尾矿返回到二次精选,七次精选尾矿返回到五次精选。浮选精矿经脱水、干燥、筛分后包装为成品。

具体流程(图3-4-1)。

图3-4-1黑龙江柳毛石墨矿选厂工艺流程图

(二)主要工艺设备(表3-4-1)

表3-4-1

续表

(三)指标

产量精矿1×104t/a,精矿品位95%~97%;产品粒级-0.15mm(100目),0.106mm(150目),0.125mm(120目),0.15mm(100目),0.18mm(80目),0.30mm(50目),0.50mm(32目)。

原矿平均品位13%,选矿回收率80%~85%。

五、建材七〇一金刚石矿

建材七〇一矿建于1960年,是中国最早形成一定生产规模(年产10×104克拉金刚石)的原生金刚石矿,是集天然金刚石采、选、加工、销售于一体的国有大中型联合企业。

(一)工艺流程(图3-5-1)

大颗粒(>0.5mm以上)油选机精矿还要经过X射线选和手选,小于0.5mm的细颗粒精矿经电磁液体分离,获最终金刚石产品。

(二)主要工艺设备(表3-5-1)

表3-5-1

(三)指标

处理矿石能力10.9×104t/a,按精矿量10×104ct/a。

目前开采的胜利1号岩管160~-40 m水平的品位657.7 ct/m3(为该矿储量中最富的块段)。

图3-5-1建材七〇一金刚石矿工艺流程图

六、茫崖石棉矿

茫崖石棉矿建于1958年,是中国大型石棉采选联合企业,年生产能力为14×104t,其中一个选矿厂的年生产能力就达3×104t/a。该选矿厂建于1993年,可生产4个等级17个牌号的石棉产品。1993年产品被国家非金属制品质量监督检验中心评为免检产品。

(一)工艺流程(图3-6-1)

图3-6-1茫崖石棉矿3×104t选矿厂工艺流程图

(二)主要工艺设备(表3-6-1)

表3-6-1

(三)指标

产量精矿纤维石棉设计规模3.0×104t/a,2006年实际产量为4.5×104t/a,处理矿石量180×104t/a,年工作日280 d,破碎车间每天二班每班6.5 h;选矿包装车间每天三班,每班7 h。

产品质量符合GB8071-87标准(表3-6-2)。

表3-6-2

七、辽宁艾海滑石有限公司(原海城滑石矿)

(一)工艺流程(图3-7-1)

首先对原矿进行手选,部分精矿块矿再进行磨粉。

(二)主要设备

双层自定中心振动筛SZZ1250~2500mm。

锤式破碎机(轻、重型)。

5 R粉磨机GR-180(意大利引进)。

扁平式气流粉碎机(意大利引进超细磨)。

(三)主要指标

年产精细滑石粉20×104t,粒度从0.045mm(325目)-0.0026mm(-5000目)。

图3-7-1辽宁艾海滑石有限公司工艺流程图

20世纪60年代曾经对海城滑石矿的低品位滑石采用浮选柱进行工业性浮选实验。试验结果滑石品位可达到97%~99%,白度≥90%。由于当时优质滑石资源丰富,滑石产品售价便宜,浮选成本高于售价,未能实现产业化生产

八、特密高晶元石墨(包头)有限责任公司

公司立足于内蒙古天然石墨资源的优势,从事石墨的精细加工,建有提纯、改性、粉碎三条生产线,产品品质达到国际同行先进水平,70%以上产品出口,广泛用于机械、冶金、化工、电池等行业。

(一)提纯粉碎工艺

传统的高纯石墨生产工艺采用的硫酸法或两(多)酸法,一般只能提纯固定碳达到99.5%,而且石墨中的有害杂质难以控制。公司在原有工艺的基础上,对工艺装备、配方、工艺环境进行了改进,产品的纯度可以达到99.9%~99.95%,石墨中的有害杂质如铁、钼、氯等可控制在10×10-6、1×10-6、和25×10-6以下。在粉碎过程中,为了避免捕集器内部旋转流场对已经收集的物料进行二次吹扬,采取减小捕集器锥角,使锥部长度增加,加装导风板,使得产品在捕集器内向器底旋转,便于产品出料。改变分级机叶片材质,采用氮化硅耐磨材料,避免粉碎分级过程中的杂质污染。提纯粉碎工艺如图3-8-1所示。

(二)优质可膨胀石墨工艺

在普通的浓硫酸-双氧水合成可膨胀石墨的基础上,加入了混酸合成技术,最终膨胀产品可得到硫小于800×10-6,膨胀容积为160~200 mL/g,灰分小于0.1%,有害杂质铁、铬、钼分别小于10×10-6、5×10-6和1×10-6的高等级的优质膨胀石墨,成为一种有深度开发的新材料,工艺如图3-8-2所示。

图3-8-1特密高晶元石墨(包头)有限责任公司石墨提纯工艺流程图

图3-8-2特密高晶元石墨(包头)有限责任公司膨胀石墨加工工艺流程图

主要生产用于碱性电池的高等级的导电石墨粉,主要规格有HFP和BHF两类,产品品质已经得到全球最大的碱性电池生产商杜拉塞尔公司认可,是中国广东东莞的金霸王公司的主要导电石墨粉供应商。

九、国邦(连州)微纳塑化有限公司

重质碳酸钙超细粉碎-表面改性一体化新技术生产线。

国邦(连州)微纳塑化有限公司重质碳酸钙超细粉碎-表面改性一体化新技术,三条双筒超细振动磨及分级机组合生产线年产活性超细重质碳酸钙5×104t。

(一)生产流程(图3-9-1)

图3-9-1国邦微纳塑化有限公司活性超细重质碳酸钙生产工艺流程图

(二)主要设备

每条生产线配18001振动磨二台(串联),辅助分级装置一套;

每条生产线装机容量:295 kW(振动磨110 kW/台;风机45 kW;分级机30 kW)

振动磨磨矿介质为高铬钢,内衬为高铬钢板。

球料比5∶1~15∶1。

(三)主要指标

原料:粒度为0.25mm(60目)的方解石粉。

产品细度:根据要求可在0.038mm(400目)~0.005mm(-2500目)范围内调节,白度可达到95%。

电耗:生产0.013mm(1000目)的超细重质碳酸钙,电耗≤100 kW·h/t。

十、海城市福海高档滑石公司

公司于1997年成立,是全国较大的滑石生产、加工为一体的集体企业,公司下设7个采矿场、3个粉体加工车间、5套粉体加工线,年深加工8×104t滑石粉,其中高档粉4×104t,中档粉4×104t,产销率为100%,70%产品出口。

(一)工艺流程

1.滑石粉超细生产线(图3-10-1)

图3-10-1海城市福海高档滑石公司超细粉碎工艺流程图

①颚式破碎机;②斗式提升机;③给料机;④雷蒙磨;⑤旋风除尘器;⑥风机;⑦布袋除尘器

2.高填充滑石微粉母粒生产线(图3-10-2)

图3-10-2高填充滑石微粉母粒生产工艺流程图

(二)主要设备

滑石粉超细生产线有:4 R雷蒙磨;630型气流粉碎机。

高填充滑石粉母粒生产线有:1000 L高速混合机、SZZ型三转子干法改性机、STS型双螺杆挤出机等。

(三)主要指标

滑石粉超细生产线:处理能力5×104t/a,产品细度-0.015mm(-800目)~0.010mm(-1250目),产品白度90%以上。

高填充滑石粉母粒生产线:填充母粒处理能力0.5×104t/a,粉体表面活化度95%以上,试样拉伸强度、拉伸断裂强度与缺口冲击强度分别要求≥28.0MPa、≥100MPa、≥8.0 kJ/m2。

十一、黑龙江三道沟夕线石矿

(一)工艺流程(图3-11-1)

图3-11-1黑龙江三道沟夕线石矿工艺流程图

(二)主要工艺设备(表3-11-1)

表3-11-1

(三)指标

年产夕线石精矿0.7×104t/a。精矿品位53.70%(夕线石Al2O3含量) 55%(全Al2O3);Fe2O3,<1.5%;SiO2,<4.2%;K2O+Na2O,<1%;TiO2,<1.5%。原矿品位10.53%(夕线石Al2O3含量),选矿回收率56%。

十二、内蒙古伊泰兴和膨润土加工厂

(一)工艺流程(图3-12-1)

图3-12-1内蒙古伊泰兴和膨润土加工厂工艺流程图

(二)主要工艺设备(表3-12-1)

表3-12-1

(三)指标

年处理原矿能力:6.5×104t

年加工颗粒状防水毯用膨润土2.75×104t

年产防水毯500×104m2(其中针刺毯300×104m2,针刺覆膜毯200×104m2)

防水毯执行标准(表3-12-2)

表3-12-2

十三、河北省灵寿县某云母粉厂

该厂为干法云母粉加工厂,于2005年投产,年产5000 t云母粉,原料为河北省变质片麻岩白云母。

(一)工艺流程(图3-13-1)

图3-13-1河北省灵寿县某云母粉厂工艺流程图

(二)主要设备(表3-13-1)

表3-13-1

续表

(三)主要指标

处理能力:1~1.5 t/h。

产品含砂量<0.5%。

产品含铁量<5×10-6。

原料收成率>85%。

十四、江苏省宜兴某云母加工厂

加工厂是1996年建立的湿磨云母粉生产厂,年产湿磨云母粉1000 t。原料以印度进口碎白云母和国产碎白云母为主。

(一)工艺流程(图3-14-1)

图3-14-1江苏宜兴某云母加工厂工艺流程图

(二)主要设备(表3-14-1)

表3-14-1

(三)主要指标

处理能力:200~300 kg/h。

产品含砂量<0.5%。

产品水分<0.5%。

原料收成率>90%。

十五、苏州中材非金属矿工业设计研究院有限公司蒙皂石无机凝胶

(一)工艺流程(图3-15-1)

图3-15-1苏州中材非金属矿工业设计研究院有限公司蒙皂石无机凝胶工艺流程图

(二)主要工艺设备(表3-15-1)

表3-15-1

(三)指标

产能200t/a(0.03 t/h)。

产品黏度200~500MPa·s(5%分散液),触变值1.45~1.80,白度70%~80%。

十六、某重质碳酸钙加工厂

(一)工艺流程(图3-16-1)

图3-16-1某重质碳酸钙加工厂工艺流程图

(二)主要工艺设备(表3-16-1)

表3-16-1

(三)指标

产量2×104t/a,粒度-2μm占97%~98%。当方解石矿石CaO含量≥98%、白度97%时,产品白度97%~99%。

十七、某纳米膨润土加工厂

(一)工艺流程(图3-17-1)

图3-17-1某纳米膨润土加工厂工艺流程图

(二)主要工艺设备(表3-17-1)

表3-17-1

(三)指标

产量100t/a,粒度-0.075mm(-200目)≥98%,105℃挥发分≤1.5%,晶片厚度≤25nm,外观白色或灰白色。

二、稀有及稀土金属矿产

1)锂

锂作为最轻的亲石稀有元素,它在岩浆作用进程中通常富集在晚期残余岩浆内。可出现在多种类型的岩石中。此外,盐湖卤水、地热卤水、油田卤水都含有大量的锂。锂矿床按地质成因可划分为花岗伟晶岩型、盐湖卤水型、云英岩化花岗岩型和富锂粘土型4类。其中前2类是在目前工业技术条件下最有经济价值的锂矿床。

(1)花岗伟晶岩型锂矿床。这类矿床分布较广,主要产在古老结晶地盾、地块等相对稳定的地质构造单元中,成矿时代以前寒武纪为主,亦有海西期和燕山期的。含矿伟晶岩可分为:①带状构造伟晶岩锂矿床。该类矿床的矿物成分复杂,其中锂辉石是优质低铁锂精矿的主要来源。此类矿床按成分可细分为复合(铍锂铯钽)稀有金属伟晶岩矿床(如加拿大的伯尼克湖矿床、津巴布韦的比基塔矿床和纳米比亚的卡里比布矿床也是世界上最大的铯矿床,我国新疆可可托海特大型锂、铍、钽、稀有、云母矿床具有很好的分带性)和钽锡锂伟晶岩矿床(如澳大利亚的格林布希斯矿床也是一个大型钽矿床)两个亚类。②无带状构造伟晶岩矿床。这种伟晶岩体基本是单相均质岩体,这类锂矿床通常是独立的锂矿床,或者是伴有少量铍和钽的锂矿床。如美国北卡罗来纳州“锡石-锂辉石”带的金格斯山矿床和贝瑟默城矿床,加拿大的伯尼克湖和中国的江西、湖南、四川等许多伟晶岩矿床。

(2)盐湖卤水型锂矿床。这是锂矿床的重要类型,盐湖中锂资源占世界锂储量的66%和占世界锂储量基础的80%以上。在封闭盆地中,特别是高原干旱地区的封闭盆地中,锂可在盐湖卤水中发生富集并形成有开采价值的锂矿床,可综合提取Li、K、Na、Mg、Br、I。目前正在开发和生产的重要含锂盐湖有智利的阿塔卡马、阿根廷翁布雷穆埃尔托、美国“银峰”盐湖和中国青海柴达木盐湖等;还未开发的重要盐湖有玻利维亚乌龙尼和中国西藏的扎布耶盐湖等。

总的看来,全球锂资源极为丰富,据美国地质调查局统计,1998年全球已查明锂资源储量340×104t,储量基础940×104t,按1997年产量估计能保证世界各国生产309年。世界锂储量和储量基础比较集中在南美洲和北美洲,较多的国家有玻利维亚、智利、美国、加拿大、澳大利亚、津巴布韦等。其中玻利维亚和智利的储量基础约占世界89.3%,我国有较大的资源远景。

2)铍

铍是典型的亲石元素,在岩浆结晶作用过程中可置换Si4+而进入多种硅酸盐矿物中。铍主要呈分散状态赋存在斜长石、白云母、霞石等造岩矿物中。在残余岩浆、高温气液及中温热液环境中,铍可发生富集并形成独立的铍矿物(绿柱石、羟硅铍石和硅铍石等),从而构成有工业意义的铍矿床。铍的成矿作用主要与酸性岩浆活动有关。其类型很多,大致可划分出5大类:

(1)含绿柱石伟晶岩型铍矿床。这类矿床分布广泛,按矿物组合可分为绿柱石-白云母伟晶岩和复合稀有金属伟晶岩两个亚类。前者广泛分布于巴西、印度、阿根廷和美国等地;后者分布在加拿大的伯尼克湖、阿根廷、津巴布韦的比基塔、纳米比亚的卡里比布、扎伊尔、马达加斯加、原苏联及中国的新疆阿勒泰地区等,矿床中含有锂钽铌铯等多种有益组分。绿柱石往往是作为锂矿床、铌钽矿床等复合稀有金属矿床的共产品和副产品被利用。

(2)含硅铍石碱性交代岩型铍矿床。这是80年代初在加拿大索尔湖稀有金属矿床中圈出铍矿体之后确立的新矿床类型。索尔湖正长岩体位于组成碱性杂岩体的一巨大花岗岩体内,在正长岩体和花岗岩体的接触带及正长岩体内发现有5个富含铌、钽、锆、钇、稀土元素和铍的矿化带。

(3)含羟硅铍石火山热液型铍矿床。在美国西部斯波山铍矿床和谢拉-布兰卡铍矿床以及墨西哥北部的阿瓜奇利铍矿床均属此类型。主要铍矿物为羟硅铍石。矿石中铍的分布极不规律。除铍之外还含有锂、铌、钽、锡、钼、镓、钇及钇族稀土元素。

(4)含绿柱石云英岩型矿床。这类矿床常与钨、钼、锡、铋等矿化伴生。按产出特征和矿物组合可划分为含绿柱石交代蚀变花岗岩矿床和含绿柱石石英脉矿床两个亚类,前者的工业意义较大,巴西的博阿维斯塔铍矿床可能属于此亚类;后者为含钨锡钼铍的复合矿床,绿柱石易选,具有一定工业意义。

(5)接触碳酸盐型铍矿床。这类矿床产在花岗岩体外接触带的接触碳酸盐内,包括含铍夕卡岩矿床和萤石-羟硅铍石层状矿床两个亚类。前者矿床规模较大,铍含量较高,但矿物颗粒细小难选。在美国新墨西哥州和阿拉斯加州已查明有此类矿床。后者矿层产在花岗岩体与地质构造极为复杂的沉积地层的接触带中,铍矿化叠加在夕卡岩之上。矿石易于用浮选法分选出羟硅铍石-硅铍石精矿和萤石精矿。

世界铍资源丰富,巴西是铍资源大国,印度第二,澳大利亚铍储量的一半以上集中在1985年基本探明的布罗克曼硅铍石稀有金属矿床中,加拿大的铍储量主要集中在西北地区索尔湖含硅铍石稀有金属矿床中,投入开采后将成为西方国家最大的铍矿山。美国的铍储量主要集中在犹他州斯波山羟硅铍石矿床中。挪威1988年发现了据认为是欧洲第一个具有商业价值的独立铍矿床——赫格蒂夫矿床。可见铍资源充足,还不断有新的发现,按年产铍600t计算,铍储量足够世界开采600年以上。

3)铌

据美国地质调查局统计,1998年世界铌储量350×104t,储量基础420×104t。其探明储量高度集中,90%以上分布在巴西,其次是加拿大、扎伊尔、尼日利亚等国。近年来,许多国家特别是非洲国家探明了大量可供开采的铌储量。世界铌储量保证程度高,可满足世界需求数百年。铌在自然界中几乎总是以氧化物形式与其他矿物共生,尤其是总与钽共生。铌矿床的主要工业类型有:

(1)碳酸岩风化壳型矿床。这是一种含矿程度很高的稀有金属矿床类型,其中稀有金属高度富集。在世界铌原料中占有重要地位,占铌资源量90%以上。根据风化壳的发育程度和阶段可将风化壳型矿床进一步分为3类:①水云母风化壳型矿床,如俄罗斯的别洛济米斯科耶矿床和巴西的安吉科矿床;②红土风化壳型矿床,如巴西的阿腊沙矿床和卡塔拉奥矿床;③后期表生蚀变风化壳型矿床,如俄罗斯的托姆托尔矿床。最后这一类矿床成矿过程较为复杂,成矿物质经历多次再生富集,易于形成高品位的大型稀有金属矿床。此类矿床主要产于巴西、澳大利亚、俄罗斯、加蓬,主要含铌矿物为烧绿石。

(2)含铌铁矿-钽铁矿的花岗岩及花岗伟晶岩矿床。这类矿床的铌储量在各类铌矿床中所占比例很小,约为1%。矿石主要铌钽矿物是铌铁矿-钽铁矿,常与锡石伴生,目前一般作为开采锡石的副产品回收。此类矿床产于非洲中南部的诸多国家,如尼日利亚北部的焦斯高原含铌铁矿花岗岩及其坡积、残积矿床。此外,巴西、马来西亚、泰国、莫桑比克和扎伊尔也有这类矿床。

(3)砂矿。含铌砂矿一般规模小,但砂矿易采易选,并常与钽铁矿、锡石等一起产出,因而具有一定的经济意义,主要产于美国、民主刚果、泰国、马来西亚、澳大利亚等国。

由于铌矿床的特殊性,如含矿品位较低,大多数铌矿物比重较大,且物理化学性能较稳定,因而重砂法是寻找原生矿床的一种经济、简便有效的找矿方法。对于碳酸岩及其风化壳型矿床用放射性测量、磁法测量等方法是非常有效的找矿方法。近年来,在澳大利亚西部韦尔德山碳酸岩风化壳大型高品位稀土-钇-铌-钽-磷酸盐矿床;巴西塞斯拉古什特大型铌矿和加蓬发现了大型铌矿。中国铌矿床主要分布于内蒙、湖北、广东等地,以铌铁矿为主,质量相对低,品位不及巴西的百分之一,伴生矿物多。

4)钽

据美国地质调查局统计,1998年世界钽储量约为14000t,储量基础为24000t,主要分布在澳大利亚、尼日利亚、民主刚果、加拿大和巴西等国。中国钽资源量不大,主要分布在江西、新疆、广西、湖南等地。钽矿物多属于与酸性花岗岩有关的复杂氧化物,在外生条件下一般较稳定。钽矿床的成矿时代主要在寒武纪,其次有加里东、海西和基米里期。原苏联学者将钽矿床划分为3种主要类型:

(1)综合性稀有金属伟晶岩矿床。这类矿床可分为三个系列:①与碱性花岗岩有关的Be-Li伟晶岩系列;②与二云母花岗岩有关的Be-Li-Cs-Ta伟晶岩系列;③与超酸性花岗岩有关的F-Ta-Li伟晶岩系列。成矿规模最大的是第一系列的锂辉石-钠长石和钠长石伟晶岩矿床。这种类型分布在巴西、澳大利亚、中非、南非、加拿大和原苏联。此类矿床的储量约占西方世界钽储量的34%和产量的30%。加拿大的伯尼克湖矿床是世界最大的矿床之一。

(2)花岗伟晶岩风化壳铌铁矿-钽铁矿矿床。这类花岗伟晶岩上的线性风化壳矿床发育在扎伊尔、巴西、澳大利亚。它们是中小型矿床,其钽含量不高,但易采,较经济,因而是钽的重要来源,约占西方世界产量的53%。

(3)铌铁矿-钽铁矿砂矿床。由于铌铁矿-钽铁矿很脆,这类矿床从原生矿床搬运的距离小于7km,大多为2~3km,一般还是在花岗岩母岩体或伟晶岩区内坡积-冲积层中聚积成矿,有时在风化壳中富集。最大的砂矿是扎伊尔卢古卢北部河谷。巴西、澳大利亚、尼日利亚、原苏联也有这类砂矿。

次要钽矿床和可能来源有:①钠长石-云英岩铌钽铁矿矿床;②综合性钠长石稀有金属的网脉矿床;③碱性花岗岩风化壳铌铁矿矿床;④碳酸岩铀烧绿石矿床;⑤碳酸岩风化壳含铀的烧绿石-褐钇铌矿矿床。

5)锆

1992年世界锆(ZrO2)储量为4900×104t,储量基础为5800×104t,此外,还有已查明的锆石资源6000×104t。世界锆资源丰富,资源大国有澳大利亚、南非、原苏联、美国、印度和巴西。

锆是典型的亲石元素,锆矿床包括内生和外生矿床两大类,其中以砂矿床最为重要,它集中了世界53%的锆储量,有95%以上的锆石精矿来自砂矿床,外生矿床以海滨砂矿床最为重要,还有残积和冲积砂矿床、碳酸岩风化壳矿床等。锆的内生矿床主要是岩浆成因的,且与碱性岩有关。这类矿床多产在古老地台区及显生宙地槽区内的前寒武纪中间地块中,矿床储量一般不过几十万吨,地台区锆矿床的储量可达数百万吨。主要的锆矿床成因类型有:①含锆石碱性花岗岩;②含斜锆石碱性岩;③异性石岩;④霞石正长岩中的斜锆石脉;⑤含斜锆石脉流霞正长岩风化壳;⑥海滨砂矿(少量内陆锆石砂矿)。

刘曼华认为值得注意的世界著名的外生和内生锆矿床以及新近发现的新类型锆矿化有:①澳大利亚东西海岸的砂矿床;②巴西亚马孙州皮廷加内陆冲积和残积砂矿床;③与超基性-碱性-碳酸岩杂岩体有关的斜锆石矿床,如南非的帕拉博鲁瓦(即帕拉博腊)矿床和俄罗斯的科夫多尔矿床;④碳酸岩风化壳型与稀土、铌、钽及磷酸盐伴生的锆矿床,如澳大利亚西部韦尔德山碳酸盐风化壳矿床;⑤碱性杂岩体中的脉状和浸染状锆矿床,如巴西波苏斯-迪卡尔达斯含铀锆矿床;⑥与低温热液作用有关的新型锆矿化,如近年来在哈萨克斯坦中部和俄罗斯阿尔丹地区发现的低温条件下胶体溶液沉积作用所形成的锆矿化。综上所述超基性-碱性-碳酸岩杂岩体(包括碱性岩体)不仅是次生锆矿床(风化壳)的来源,而且也是与成矿物质的化学带出有关的远离杂岩体的锆矿床的来源。因此在寻找与这类杂岩体有关的锆矿床时,不仅要注意杂岩体本身,还要注意远离杂岩体可能成为锆富集的有利地段。

6)稀土金属

世界稀土储量十分充足,据美国地质调查局统计,1998年世界稀土(REO)储量和储量基础分别为10000×104t和11000×104t。其储量分布高度集中,中国、原苏联、美国、澳大利亚和马来西亚约占总储量的83.2%。目前工业利用的轻稀土(铈族稀土)主要从氟碳铈矿和独居石中提取,约占世界稀土氧化物(REO)产量的99%,重稀土(钇族稀土)产量极少,主要从磷钇矿、硅铍钇矿中提取。世界稀土矿主要生产国为中国、美国、澳大利亚和印度等。这些国家稀土矿山产量约占世界总产量的78%。中国稀土矿山产量现已居世界首位,精矿约95%来自内蒙古包头白云鄂博铁矿,其余来自南方离子吸附型稀土矿和混合稀土精矿以及四川冕宁牦牛坪稀土矿床。原苏联是欧洲最重要的稀土生产国,居世界第三位,稀土主要来自科拉半岛的磷灰石矿床、哈萨克斯坦的舍甫琴柯矿床和库捷切安矿床。澳大利亚、印度和马来西亚的稀土产量来自滨海砂矿的独居石,其中,澳大利亚占世界独居石总产量的1/3以上。磷钇矿是钇的主要来源,在澳大利亚、马来西亚和中国是作为开采锡的副产品生产的,也有的从加拿大埃利奥特湖德尼森的含铀淋滤残渣中提取。世界稀土工业以从生产稀土精矿、混合稀土等初级产品为主向高纯单一稀土的深加工产品方向发展。

稀土矿床种类繁多,按成因可划分为内生、外生和变质矿床3大类,再根据与矿床有关的侵入岩类及成矿作用的不同可划分6个类型:

(1)与碱性岩-碳酸岩有关的稀土矿床。世界稀土储量绝大部分产于这类矿床中。目前经济意义最大的是美国加利福尼亚州帕斯山矿床和中国内蒙古白云鄂博矿床。帕斯山矿床REO的证实储量约500×104t,平均品位7%,是世界碳酸岩中最高品位。该碳酸盐的独特点是缺乏Ti-Nb矿物。白云鄂博矿床是一规模巨大富含稀土的铁矿床,稀土矿物可作为开采铁矿的副产品回收。该矿区稀土储量巨大。此外,布隆迪的卡隆格矿床和马拉维的坎甘昆德矿床均属此类型。

(2)碱性花岗伟晶岩稀土矿床。这类矿床分布较广,但具经济意义的矿床则罕见。加拿大魁北克省的怪湖矿床是一大型综合性稀土-稀有金属矿床,是稀土元素(钇和重稀土)的潜在来源。类似的矿床还产在原苏联的科拉半岛和美国科罗拉多州等地。

(3)非碳酸岩热液脉稀土矿床。矿床中除稀土矿物外,常富钍石。最典型的代表是南非开普省的斯滕坎普斯克拉尔矿床,这是国外最早发现的独居石矿床。

(4)含稀土磷灰石矿床。磷块岩中的磷灰石常富集稀土元素,在生产磷肥时可以回收。这类矿床虽然分布较广,但稀土品位高的大型矿床为数极少,如原苏联科拉半岛希宾碱性杂岩体稀土磷灰石矿床;芬兰锡林贾维碳酸岩矿床中的磷灰石和瑞典北部基鲁纳铁矿床的磷灰石是潜在的含稀土磷灰石资源。中国贵州紫金为含稀土沉积磷块岩矿床。

(5)风化壳型稀土矿床。这类矿床是富含稀土元素的原生矿床经风化作用形成的,其经济意义较大。典型矿床有巴西阿拉沙碱性杂岩体和中国南方花岗岩的风化壳型矿床。前者REE最高含量大约为6%,红土富含REE,是上部碱性岩的5~15倍。后者又称离子吸附型稀土矿床。

(6)砂矿床。现代和古代砂矿中的独居石曾有稀土氧化物的主要来源,现在只占次要地位。澳大利亚、巴西、印度和马来西亚等国稀土氧化物主要来自独居石砂矿床。澳大利亚独居石砂矿床产量居世界首位。

80年代在澳大利亚南部发现的特大型奥林匹克坝铜铀矿床是稀土元素的巨大潜在来源。近年查明在原苏联滨海地区一个新生代凹陷的煤层中存在特殊的稀土矿化,在我国山西省石炭系铝土矿层中有较高含量稀土矿的报道,尚未发现具有工业价值的矿床。

三、复杂难处理稀有、稀土、贵金属提取技术体系

主要包括难处理锂、铌钽多金属共生矿、细粒难选金红石矿、贵金属矿(金矿和铂钯矿等)的开发利用技术。我国难处理金矿资源比较丰富,现已探明的黄金地质储量中,约有1000吨左右属于难处理金矿资源,约占探明储量的1/4。研究新型组合捕收剂和有效抑制碳吸附金的组合碳抑制剂,排除碳的干扰和消除碳的“劫金”能力;在较低的压力和温度条件下的催化氧化浸出新工艺和新药剂,有效浸出金;难处理金矿无毒浸金药剂开发技术;研究无害化处理砷或有效回收砷矿物的新工艺技术,变有害为有利,寻找出适宜于这类金矿有效开发利用的合理技术途径。推广循环流态化床(GFB)技术焙烧难处理金矿,其工艺过程可以极好地得到控制;能充分地烧去硫和碳;焙烧工艺投资成本降低,金回收率大大提高(一般金总回收率提高5%~15%),可实现清洁焙烧的效果。开发推广复杂难处理矿石的加压(常压)催化氧化浸出技术是环境清洁的生产工艺。可以用于处理含砷碳复杂金精矿等物料。我国在生物冶金、金矿预处理技术方面也取得了长足的发展,建立起几个工业试验示范点,推动了我国在这一技术领域的进步和发展,但总体上与世界主要矿业大国的差距较大。当前应重点针对我国低品位原生硫化矿和难处理的硫化物精矿,解决浸矿速度慢与浸出率低的难题,培育驯化高效浸矿菌种,开展过程强化、高效及规模化生产工程等关键技术的研究,形成较完整的成套技术,为我国难处理资源的高效、低成本开发利用提供新的技术途径。我国的铂钯矿资源较为紧缺,应加强铂钯硫化物的富集技术、铂钯精矿浸出技术、高锍中铂钯的富集和提纯新工艺流程的研究。

我国的花岗伟晶岩含锂铌钽稀有多金属矿床,主要锂矿物有锂辉石、锂云母、磷锂石、透锂长石等,品位高,储量大,并伴生有铍、铌、钽等有用组分。我国钽铌矿床主要有花岗岩钽铌矿床和高温沉积变质矿床。花岗伟晶岩矿床一般有用矿物颗粒比较粗大,共生矿物有锂辉石等。花岗岩钽铌矿床是我国重要的钽铌矿床工业类型,特点是矿体规模大,钽铌矿物粒度较细,其中铌铁矿——钽铌铁矿型花岗岩矿床,钽铌铁矿和铌铁矿是我国铌铁矿的主要来源;钽铌锰矿——细晶花岗岩矿床储量大,品位较高,是铍、锂、铷、锆、铪、锡、钨的多种稀有金属的综合矿床;钽铌铁矿——钽铌锰矿型花岗岩以含钽铌铁矿、钽铌锰矿为主,其次有少量细晶石,共生矿物有黑钨矿、锡石、富铪锆石等,也是目前国内钽铌主要来源之一;沉积变质高温热液交代矿床,储量很大,但钽铌矿物结晶很细,部分呈类质同象或微细颗粒包裹于其他矿物中,选矿回收困难。我国的金红石矿产资源虽然丰富,但具有较高工业价值的矿床却很少,已发现的原生金红石矿成矿区面积很大,但矿石品位低,其储量占全国金红石资源总量的86%,矿石结构致密、粒度细,可选性差、回收率低,经常需要采用多种选矿工艺来提纯富集,如浮选、重选、磁选、电选,有的还需要焙烧或酸洗来提高精矿品位。由于选矿工艺流程长,加工成本高,产品缺乏市场竞争能力,总体规模和产量、质量都难以满足工业的需求。因此简化工艺,降低生产成本,提高选矿回收率和矿石综合利用水平是开发利用我国金红石资源的关键。这些资源的特点均要求加强综合利用技术研究。

我国稀土储量和产量均居世界首位。南方离子吸附型稀土是世界上少有的中、重稀土资源,与高新技术产业有密切关系。但由于乱采滥挖,采用落后的池浸工艺,回收率不到30%,资源浪费严重,没有发挥综合利用的价值同时也带来环境污染。努力完善和全面推广原地浸矿新工艺、离子型稀土冶炼技术及设备,是离子型稀土开发利用步入良性发展阶段的头等大事。我国稀土矿总量90%以上集中在包头的白云鄂博一矿,白云鄂博内生轻稀土铁矿床是含有铁、稀土、钍、铌、锰、磷、萤石等的多元素共生矿。目前开采的东矿是贫铁(品位34%)富稀土(品位5%)矿,稀土的利用率仅10%左右,大量稀土堆存于尾矿库,稀土氧化物(REO)约1000多万吨,以白云鄂博共生矿为代表的北方稀土矿应重点进行铌、锆、稀土的选冶联合分离技术、稀土氧化物清洁生产及资源综合回收利用工艺研究,提出合理、可行、经济、环保的选冶工艺。

参考资料:移动式破碎机