稀土-稀有金屬礦產資源的綜合利用

  中(zhong)國(guo)(guo)是(shi)世(shi)界上(shang)稀(xi)(xi)(xi)土資源最豐富的(de)(de)(de)(de)國(guo)(guo)家,這些礦(kuang)(kuang)(kuang)石中(zhong)往往伴(ban)(ban)生(sheng)了大(da)(da)量鈮(ni)、鉭等(deng)(deng)稀(xi)(xi)(xi)有(you)(you)(you)(you)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)。稀(xi)(xi)(xi)土和(he)稀(xi)(xi)(xi)有(you)(you)(you)(you)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)都是(shi)新能源、新材(cai)料、航空航天(tian)、信(xin)息、生(sheng)物(wu)、軍工(gong)等(deng)(deng)尖端科技領(ling)域和(he)國(guo)(guo)防建設(she)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)基礎材(cai)料,具有(you)(you)(you)(you)重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)(de)戰略價(jia)值。以(yi)內蒙(meng)古白云礦(kuang)(kuang)(kuang)區(qu)為(wei)例(li),其稀(xi)(xi)(xi)土礦(kuang)(kuang)(kuang)和(he)鈮(ni)礦(kuang)(kuang)(kuang)資源居全國(guo)(guo)之首。白云鄂(e)博(bo)礦(kuang)(kuang)(kuang)區(qu)已(yi)探明(ming)的(de)(de)(de)(de)鈮(ni)儲量660萬(wan)噸,稀(xi)(xi)(xi)土儲量約1億噸。隨著工(gong)業(ye)化進(jin)程(cheng)的(de)(de)(de)(de)加快,資源的(de)(de)(de)(de)消耗越來(lai)越大(da)(da),優質(zhi)的(de)(de)(de)(de)稀(xi)(xi)(xi)土和(he)稀(xi)(xi)(xi)有(you)(you)(you)(you)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)礦(kuang)(kuang)(kuang)產資源日(ri)益枯竭(jie),低品位、難(nan)處理的(de)(de)(de)(de)復(fu)雜稀(xi)(xi)(xi)有(you)(you)(you)(you)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)伴(ban)(ban)生(sheng)礦(kuang)(kuang)(kuang)資源的(de)(de)(de)(de)開發利(li)用(yong)被提(ti)上(shang)研究日(ri)程(cheng)。長期的(de)(de)(de)(de)氧化、風(feng)蝕(shi)作(zuo)用(yong)導(dao)致復(fu)雜稀(xi)(xi)(xi)有(you)(you)(you)(you)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)伴(ban)(ban)生(sheng)礦(kuang)(kuang)(kuang)床具有(you)(you)(you)(you)物(wu)質(zhi)成分(fen)(fen)復(fu)雜,礦(kuang)(kuang)(kuang)石嵌布粒度(du)細等(deng)(deng)特(te)點。由于礦(kuang)(kuang)(kuang)石中(zhong)稀(xi)(xi)(xi)土、鈮(ni)、鉭、鋯、鐵(tie)等(deng)(deng)有(you)(you)(you)(you)價(jia)元素含(han)量低,鋁、硅(gui)、磷、鈣(gai)等(deng)(deng)脈石成分(fen)(fen)含(han)量高(gao),從(cong)而使得單(dan)體解離困難(nan),分(fen)(fen)離提(ti)取(qu)難(nan)度(du)大(da)(da)。因此,復(fu)雜稀(xi)(xi)(xi)有(you)(you)(you)(you)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)伴(ban)(ban)生(sheng)礦(kuang)(kuang)(kuang)的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)離提(ti)取(qu)需要(yao)開展大(da)(da)量的(de)(de)(de)(de)研究工(gong)作(zuo)。一般來(lai)說,分(fen)(fen)離提(ti)取(qu)的(de)(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)方法(fa)(fa)有(you)(you)(you)(you)選礦(kuang)(kuang)(kuang)法(fa)(fa)和(he)冶(ye)(ye)金(jin)(jin)(jin)法(fa)(fa)。選礦(kuang)(kuang)(kuang)法(fa)(fa)只能獲得品位較低的(de)(de)(de)(de)稀(xi)(xi)(xi)有(you)(you)(you)(you)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)粗精礦(kuang)(kuang)(kuang),冶(ye)(ye)金(jin)(jin)(jin)法(fa)(fa)(包括火法(fa)(fa)和(he)濕法(fa)(fa))往往是(shi)以(yi)選礦(kuang)(kuang)(kuang)粗精礦(kuang)(kuang)(kuang)為(wei)原料進(jin)行后(hou)續(xu)處理。針對礦(kuang)(kuang)(kuang)石中(zhong)稀(xi)(xi)(xi)有(you)(you)(you)(you)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)賦(fu)存狀態和(he)解離特(te)性(xing),采用(yong)選冶(ye)(ye)聯合流(liu)程(cheng)進(jin)行處理是(shi)實(shi)現這類資源綜(zong)合利(li)用(yong)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)途(tu)徑。

  科研(yan)人員采用(yong)弱磁(ci)-強磁(ci)-浮選工藝流程來處理白云(yun)鄂博氧(yang)化礦(kuang)石。首(shou)先(xian)破碎(sui)磨(mo)礦(kuang),然后采用(yong)弱磁(ci)選將磁(ci)鐵礦(kuang)選出,尾礦(kuang)再(zai)進行強磁(ci)粗選;用(yong)反浮選法得到鐵品(pin)位高于(yu)61%的鐵精礦(kuang)。稀土總(zong)回(hui)收(shou)率為18.56%;實現了鐵和(he)稀土的綜合回(hui)收(shou)。

  白云鄂博2號礦(kuang)體中(zhong)(zhong)鈮礦(kuang)物(wu)(wu)含(han)量(liang)較高(gao),礦(kuang)物(wu)(wu)組成相對單一(yi),嵌布狀態較好,易于選(xuan)(xuan)別。用(yong)磁(ci)化焙燒(shao)-磁(ci)選(xuan)(xuan)-交流等(deng)離(li)子冶(ye)(ye)煉(lian)(lian)工藝流程進行處理,效果良好。該工藝將2號礦(kuang)重選(xuan)(xuan)粗精(jing)礦(kuang)進行磁(ci)化焙燒(shao)-磁(ci)選(xuan)(xuan)分離(li),獲得含(han)鈮鐵精(jing)礦(kuang);非磁(ci)性物(wu)(wu)采(cai)用(yong)等(deng)離(li)子爐冶(ye)(ye)煉(lian)(lian),冶(ye)(ye)煉(lian)(lian)溫度為(wei)2500~3000℃,得到低磷中(zhong)(zhong)級鈮鐵(22%~32%Nb2O5、wNb/wP>30),鈮回收率為(wei)61.1%。

  科研人員以白云鄂博(bo)2號礦選礦得(de)到(dao)的(de)中品(pin)位(wei)鈮精(jing)礦為原料,采用含碳冷固(gu)結球(qiu)團(tuan)二步冶(ye)煉鈮鐵(tie)工(gong)藝進行處理。該工(gong)藝首先將鈮精(jing)礦與焦粉、粘(zhan)結劑及石灰混勻、造球(qiu),在堿度0.8,焦比12%、熔(rong)(rong)煉溫(wen)度1480℃、熔(rong)(rong)煉時間(jian)80min的(de)條件下進行冶(ye)煉,得(de)到(dao)鈮磷半(ban)鋼和富(fu)鈮渣,富(fu)鈮渣中Nb2O5含量(liang)高于15%,鈮回收率達98.5%。富(fu)鈮渣進行二次電爐冶(ye)煉得(de)到(dao)鈮鐵(tie)合金和稀(xi)土富(fu)集渣,脫磷效果好,鈮回收率高。

  另據報道,用直接(jie)還(huan)原(yuan)(yuan)技術對包頭白云鄂博東部接(jie)觸帶(dai)2號(hao)礦經重選(xuan)所得含鈮鐵礦粉進行處理,重選(xuan)精礦在1100℃下(xia)還(huan)原(yuan)(yuan)60min,經磁選(xuan)分離后(hou),非磁性物的除(chu)鐵率(lv)達到96.50%,Nb2O5含量也得到提(ti)高,較(jiao)還(huan)原(yuan)(yuan)磁選(xuan)前提(ti)高了(le)近3倍。