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鎢鉬尾礦資源的再生之路

放大字體  縮小字體 發布日期:2013-04-20  瀏覽次數:4474
 
 
 
 
 
核心提示:隨著我國經濟的持續快速發展,金屬礦產品稅日漸短缺,精礦價格高企,礦山再選積存尾礦,研發尾礦綜合回收利用新工藝已成為礦業持續發
隨著我國經濟的持續快速發展,金屬礦產品稅日漸短缺,精礦價格高企,礦山再選積存尾礦,研發尾礦綜合回收利用新工藝已成為礦業持續發展的一項重要舉措。尾礦是礦石磨細選取有用成分后排放的尾礦漿脫水形成的固體料,直接來自一次礦物資源。不同金屬選礦的尾礦產率不同,黑色金屬、化工礦山為50%,有色金屬為70%~95%,鎢、鉬、鉭、黃金等稀貴金屬高達99%。尾礦綜合利用可分為整體利用(包括經提取有價成分后的整體利用)和綜合回收利用有價成分兩種,可以利用企業已有條件進行。尾礦整體利用,可用作建筑材料原料、礦井充填料,也可造田復墾、建設旅游景點等。綜合利用尾礦的各種有價成分,可研發高附加值、多功能新材料等,使尾礦資源化、無害化,變廢為寶,提高其社會與經濟效益,體現了生態工業的理念。從鎢鉬尾礦中綜合回收多種有價成分多年來,我國一些地區鉬鎢尾礦中的部分有價成分受技術制約無法被提取并利用。從尾礦中綜合回收有價成分常采用再選或其他冶金化工技術,而尾礦再選回收由于開采、運輸、破磨等費用成本較低,應用較廣。我國鎢礦儲量居世界之首,但迄今利用的主要是占我國鎢礦資源總量30%的黑鎢礦,較難利用的白鎢礦、黑白混合礦占70%,開發白鎢資源對我國鎢業持續發展意義重大。欒川鉬礦除伴生62萬噸白鎢外,還有錸、金、銀等貴重金屬。此前該礦一直單一選別鉬,而白鎢等稀有貴金屬則進入了尾礦。該礦與俄羅斯合作研發項目已成功,白鎢精礦產能達1萬噸/年,尾礦中貴金屬金、銀的回收也提上日程。最近,某伴生低品位白鎢礦的鉬礦浮選尾礦的可選性研究取得了進展。該尾礦中鉬、鎢分別以輝鉬礦、白鎢礦形式存在,脈石以長石、石英和方解石為主。研究結果表明,白鎢礦精選的關鍵在于調漿工藝,在適當的水玻璃模數下,濃漿調藥、足夠的攪拌時間是白鎢礦精選取得合格精礦的基礎。該試驗確定的模數為2.8,浮選可獲得白鎢精礦(含Wo356.45%、回收率為69.64%)和鉬精礦(含Mo48.50%、回收率57.06%)。一項以黑鎢礦浮選尾砂中鎢的新工藝,采用二段逆流浸出和離子交換法分出雜質,可得高純鎢酸銨溶液,其關鍵技術是礦物的分解和粗鎢酸鈉溶液制取純鎢酸銨。鉬礦中伴生有價成分的回收利用受到業內的廣泛關注。以金堆城鉬礦為例,該礦除含有輝鉬礦外,還有黃銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦等。黃銅礦在選礦中富集,精選尾礦含銅達1%左右。經多年研究,采用選擇性較強的新型選礦藥劑在適宜條件下選銅回收率可保持在93.1%(國內一般為88%左右),品位達22%左右。在選銅尾砂中含有約6%的以硫鐵礦形式存在的硫,經研發選用合理的藥劑、設備和流程,可使硫精礦品位平均達到48.18%,回收率達59.42%。用鎢鉬尾礦制建筑材料有色金屬選礦尾砂成分多以SiO2為主,含Ca、Mg、K等元素的氧化物(例如某鎢礦重選尾砂含SiO2高達60%~70%)在硅酸鹽類建筑材料生產中,可以代替主料石英砂,依需要再配以硅鋁鈣質尾礦等,可用于燒造陶瓷、玻璃質制品。在上世紀90年代初,我國用鎢鉬尾礦生產微晶玻璃、免燒磚等制品已開發成功。將鉬尾礦用于陶瓷原料而去鐵的研究結果認為,需進一步磨礦才能使礦物單體解離經選礦除去鐵。因硅、鋁礦物的磁性和比重都與鉀長石相近而難上人用磁選、重選法除去,所得精礦達不到陶瓷制品原料對K、Si、Al的質量要求,但基本上可用于日用陶瓷配料和釉料。需要注意的是,用尾礦生產建筑材料曾因疑其含放射性等有害元素影響健康而停滯。因此,專家提醒,要詳細分析尾礦中是否存在對健康不利的元素,含有危害健康成分的尾礦不應作為建筑材料的主要開發方向。用鎢鉬尾礦制微晶玻璃微晶玻璃是由玻璃加入一定量的晶核劑,熔煉成型后經過晶化處理,在玻璃相內均勻析出大量細小晶體而成,比常規玻璃的機械強度、表面硬度要更高,化學穩定性和熱穩定性更好,用途廣泛,以建筑裝飾用量最大。有研究MoO3在CaO-Al2O3-SiO2系統玻璃結晶中的作用表明,在玻璃熱處理過程中,MoO3以CaMoO4析出成為核化中心,能誘導β-CaO-SiO2析出,促進基玻璃的分相,富集于低黏度的富鈣相中,使周圍離子更加有序。一項專利以含鉬尾礦(Mo0.01%~0.02%)作微晶玻璃原料,取代傳統配方所用的尾礦、氧化鈣及晶核劑,加入配比為40.5%~74.4%,傳統微晶玻璃工藝和設備不變,成本可降低15%以上,并使產品性能及價值提高。中南工業大學與中國地質大學曾合作研發用鎢尾礦、長石、石灰石為原料制微晶玻璃,該玻璃表面呈現大理石花紋,各強度指標及抗化學腐蝕性均優于天然大理石和花崗石。一種用鎢礦尾砂制微晶玻璃的方法,其基礎玻璃配料為鎢礦尾砂(55%)、長石、石灰石、純堿、芒硝。晶核劑螢石單獨用時為基礎玻璃配料的6~7倍。 用鎢尾礦制釉面磚釉面磚又稱內墻面磚或瓷磚,常用于內墻裝飾。用尾砂代替石英砂配制的生料釉可用于制釉面磚。利用鎢尾礦和稀土尾礦的互補性燒制(1100℃~1130℃)的釉面磚,燒成率>90%,釉面光滑,玻璃光澤較強,聲音清脆,強度較大。用鎢尾礦制鈣化磚以砂和石灰為主要原料,經壓制成型、蒸汽養護制成的建筑磚稱灰砂磚,也稱鈣化磚、免燒磚,加入著色劑可成為彩色制品。這種產品色澤美觀,棱角齊全完整,表面光潔,市場廣闊。國內自上世紀末用粉煤灰、有色金屬礦尾砂等研制鈣化磚和釉面磚的研發相當多,鎢礦尾砂化學組成與粒度組成都符合生產這種磚的要求。用鎢尾礦制輕質陶粒現代建筑越來越高,跨度越來越大,傳統砂石集料密度大,建筑物地基深,但抗震力差,因其含堿量高,易使混凝土風化,還危及建筑安全,而且保溫、隔熱、防潮、隔音性能也差,不適合節能建筑。而輕質建材有助于解決這些問題,并可大幅度降低建筑成本。一項用鎢礦尾砂制輕質陶粒的研究表明,其強度和密度較高、力學性能好,有重量輕、保溫、防潮、防火、隔熱、隔音及抗震等優點,并可大幅度降低建筑成本。鎢尾礦可用作水泥熟料礦化劑煅燒水泥熟料的主要原料是石灰石、黏土質料、鐵粉和煤,摻入少量礦化劑以改善生料易燒性,利于形成熟料,對提高產品質量有重要作用。傳統礦化劑(如螢石-鉛鋅尾礦)有污染環境問題。閑林埠鉬鐵礦曾研究用鉬鐵尾礦代替部分水泥原料燒制水泥,結果表明,鉬鐵尾礦所含鉬能促進水泥熟料形成和提高熟料的早期強度;將鎢尾礦用作礦化劑的研究證明,用適量鎢尾礦能增加水泥煅燒中的液相量,改善生料的易燒性,降低煅燒溫度,提高水泥熟料質量,降低能耗和成本,并能減輕氟,促進Pb、Cd逸放,減少水泥窯污染環境。用鉬尾礦制硅肥某鉬業集團以鉬尾礦SiO2作基礎,輔以Ca、Mg,綜合利用其K、Mo、Fe、Zn制造含多種微量元素的硅肥,并于2005年與黑龍江地質研究所合作,對一種鉬尾礦制硅肥進行研發,研究分析了其反應機理,取得了較好成果。該研究對所制多元硅肥的田間試驗表明,水稻增產3%~20.5%,抗稻瘟病性強,米飯口感好,農藥肥料總成本略有下降;玉米苗期抗旱性強,增產45.5%;蔬菜的抗病蟲害性增強,品質改善顯著;水果果實增大、品質好、顏色深、耐貯藏,平均增產40%。采用該工藝建1座年產50萬噸硅肥的企業,能產生2.5億元以上的產值和上千人的就業機會,對鉬企業的持續發展和社會經濟都有明顯效益。例如,某中小型鉬礦選廠10年來已經積累尾礦150多萬噸,并以30萬噸/年的數量繼續增長,若采用新研發的尾礦硅肥技術,每年可生產50萬噸優質硅肥,不僅有利于鉬礦的持續發展,而且可以反哺農業,做到了節約資源、保護環境、服務社會。深入認識綜合利用尾礦對鎢鉬等稀有金屬工業持續發展具有現實與長遠意義,加強尾礦研發工作將成為鎢鉬產業生態建設重要組成部分。鎢鉬等冶金企業應努力提高礦采、選、冶綜合回收率,使有價成分得到充分合理回收利用,致力研發無尾選礦工藝,避免有價成分隨新產生尾礦排放流失;還要加強對積累的老尾礦的綜合利用研發,創新工藝技術,提高尾礦制品的科技含量,開發高附加值產品,全面綜合回收其有價成分,充分發揮尾礦資源的作用;并加強科技交流合作,引進和轉化國內外先進綜合利用尾礦的研發成果,為建設符合資源節約、環境友好、循環經濟理念要求的新型生態冶金工業作出更大貢獻,促進我國稀有金屬工業又好又快發展。
 
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