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矿产资源高效利用进展

浏览数量:1     作者:本站编辑     发布时间: 2020-09-03      来源:本站

近十年来,我国矿产资源高效利用方面取得了长足进步,主要表现在新方法和先进的技术设备在实际生产中得到了广泛运用,极大地提高了矿产资源的回收率以及伴生矿产的综合利用率,缓解了我国长期以来在矿产资源开采与经济效应之间存在的矛盾。

1、

铁矿、锰矿和铬矿是钢产品必不可少的原料,但我国铁矿、锰矿、铬矿资源严重不足,对我国现有铁、锰、铬、钒、钛矿产资源的高效利用成为当前极为紧迫的任务,近年年来我国黑色金属高效利用方面取得了明显进展。在铁矿资源方面,我国铁矿石富矿少、贫矿多,97%的铁矿为30%以下的低品位铁矿,国内尚存大量未被开发利用的难选铁矿。我国铁矿石“贫、细、杂、散”的特点促进了我国选矿新工艺、新技术、新设备研究工作的开展,一系列高效精选设备在选矿厂得到应用,一些选矿新工艺和技术达到了国际先进水平。我国铁矿选矿技术进展主要表现在以下方面:一是实施“提铁降硅”战略,关键技术包括反浮选技术及高效捕收剂的应用、新型磁选设备和细筛技术的应用以及浮选柱的应用;二是针对脉石为含铁硅酸盐的细粒嵌布磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿、褐铁矿、鲕状赤铁矿等复杂难处理铁矿石,研究开发高效节能选矿新技术,如闪速磁化焙烧技术、强磁预选工艺、小粒级赤铁矿预选技术等;三是新型破碎磨矿、筛分、磁选和浮选设备的研制和应用;四是节能减排技术的应用,包括多碎少磨工艺、矿石预选技术、选矿废水循环利用、选矿厂自动化技术、尾矿输送技术、尾矿综合利用技术等。

在锰矿资源方面,我国锰矿品位低、含杂高、矿石结构复杂、嵌布粒度细,近80%的锰矿属于沉积或沉积变质型。近几年我国锰矿选矿技术进展表现在:一是选矿工艺流程优化,通过加强洗矿筛分、重选和粗粒强磁预选,优化流程结构,使锰矿石的可用品位提高3%-5%,特别适合于碳酸锰矿石。二是多种型号的强磁选机应用于生产,DPMS系列永磁强磁机、新型湿式永磁机、Shp型强磁选机和Slon高梯度磁选机等磁选机的应用,提高了锰矿的回收率,为锰矿泥和尾矿中锰的回收提供了有效途经。三是含多金属锰矿石的综合回收取得进展,火法选锰的富锰渣法能高效地处理高铁、高等难选贫锰矿石,将铁与锰及其它有用元素实现有效分离。四是化学选锰法的发展,如采用选冶联合工艺富集氧化型锰矿中的银,以氯化焙烧-氰化浸出工艺从某银锰矿中富集锰、回收银,采用铵盐法从低品位碳酸锰矿石中富集回收锰,微生物催化还原浸出氧化锰中的锰等多种化学选锰方法。

在铬矿资源方面,铬在自然界中主要赋存于铬铁矿中。中国铬铁矿资源极度匮乏,95%依赖进口,铬铁矿的高效利用迫在眉睫。近年来,我国对低品位铬铁矿的利用进展主要表现在铬矿预热预还原铬矿球团新工艺的开发及应用,辽阳市宏远冶金研究所于2008年,开发成功外热式竖炉生产预还原铬矿球团工艺,并进一步用于冶炼高碳铬铁试验。从铬渣中分离回收铬的技术中,浸取-微生物回收法以及氯化焙烧回收法取得了较好的效果。

在钒、钛矿产资源方面,钒钛磁铁矿是我国有重大特色的多金属矿产资源,储量巨大,且为钒、钛、铁、铬等多金属共生,资源综合利用价值很高。钒钛磁铁矿的高效清洁利用进展主要有亚熔盐法钒渣高效清洁提钒技术、酸浸法从黏土钒矿中提钒技术、钛铁矿精矿球团还原-锈蚀法制取富钒料、钒钛磁铁精矿还原-磨选法综合利用铁钒钛以及低品位钛的转底炉还原-氯化法提取等技术的发展。

2、有色金属

我国有色金属矿产种类多,下面主要介绍钨、土矿等矿产高效利用方面的主要进展。

我国钨矿储量居世界首位,钨矿开采历史久远,特别是黑钨矿资源经过近百年的开采储量日渐减少、入选品位逐年下降。近年来,钨矿选矿技术的发展主要表现在:一是在粗粒级黑钨矿选矿中,高效节能的重选设备有所发展,如在重选工艺中推广应用了动筛跳汰机、螺旋溜槽;在细粒级黑钨矿选矿中,采用重选、浮选、磁选多种选矿方法相结合的联合工艺流程,使精矿品位和回收率逐渐得到了提高。二是随着黑钨矿的开采殆尽,难选白钨矿的利用日益受到重视,白钨矿浮选工艺发展迅速,开发了常温浮选法,研制了多种新型白钨浮选捕收剂和抑制剂,应用了浮选柱等新型浮选设备。三是对于复杂难选的黑白钨混合矿的选矿新工艺不断发展。

我国锡矿资源丰富,但锡矿石种类繁多、矿物组成复杂、分选困难。近年来,对于锡矿的高效利用方向主要为:一是提高锡选矿回收率,采用以重选法为主的联合工艺如重选-浮选法、重选-浮选-重选法、浮选-重选法、浮选-重选-磁选法等的联合分离工艺流程来实现多金属矿的综合利用。二是多种浮选选矿方法的发展,如载体浮选法、絮凝浮选法、浮选柱浮选法、双液分离浮选法、离子浮选法、沉淀浮选法、吸附胶体浮选法、加压加温浮选法、真空浮选法等。

我国钼矿储量丰富,主要以辉钼矿形式存在,另外还有铜钼矿和高氧化率钼矿等。辉钼矿资源相对易选,开发和利用其它钼资源越来越重要。我国钼矿选矿技术的发展主要表现在:辉钼矿新型浮选药剂和新型浮选柱的发展;低品位矿石废催化剂残渣中回收钼技术的发展;铜钼矿和高氧化率钼矿等难选钼矿中回收技术如预先脱泥、焙烧-浸出工艺、选冶联合工艺等技术的突破。

我国铜矿资源利用率较低,“贫、杂、氧、难”是我国当前铜矿资源利用情况的概括。据统计,目前我国尚有43%的铜储量暂难利用,提高资源综合利用率势在必行。近年来,我国铜矿选矿技术研究取得了重大进展,主要表现在:一是硫化铜矿石选矿中的铜锌硫化矿浮选分离技术的发展二是氧化铜矿石选矿的进展,如氧化铜矿石浮选过程中预先脱泥-诱导浮选、分段硫化浮选等技术的突破,氧化铜矿石化学选矿中硫代硫酸盐浸出碱性氧化银、铜矿技术,浸出-置换-浮选工艺流程和浸出-沉淀-载体浮选方法的发展三是铜矿浮选药剂中高效捕收剂、高效组合抑制剂及新型活化剂的研制。

我国铅锌矿资源丰富,目前国内的铅锌工业矿物主要有氧化铅锌矿及硫化铅锌矿。铅锌矿选矿技术的发展主要表现在:一是硫化铅锌矿浮选电化学及电位控制浮选技术的突破,等可浮浮选、分支串联浮选、异步混合浮选、部分快速优先浮选等新浮选流程结构的开发利用;二是氧化铅锌矿中新型捕收剂、抑制剂和组合浮选药剂的研制,复杂难选氧化铅锌矿中浮选工艺流程的优化。

我国铝土矿约98%以上都是一水硬铝石型铝土矿。此类铝土矿的特点是高铝、高硅、低铁,矿物组成非常复杂,嵌布粒度较细、,不能满足拜耳法生产氧化铝的要求。我国科技工作者立足国内铝土矿资源性质特点,为了满足低能耗的拜耳法生产氧化铝的需要,对此类矿石进行了大量预脱硅处理研究,主要技术有:化学选矿脱硅法、洗矿分级方法、选择性絮凝方法、重选方法、载体浮选方法、联合方法、辐射选矿法、生物选矿脱硅方法等。

3、贵金属

我国贵金属矿产资源主要有金矿、银矿、族金属(铂、)矿产资源等。随着易处理金矿的不断开采,可直接氰化提取的高品位金矿资源日趋枯竭,低品位、难处理金矿资源的开采利用势在必行,我国难处理金矿资源比较丰富,约占探明储量的1/4。金矿的高效利用的主要进展有:一是改进和强化传统的选矿方法,如改进破碎磨矿工艺流程来实现"多碎少磨"、研制新型浮选药剂等二是难处理金矿石预处理方法如氧化焙烧、热压浸出、氯化焙烧和细菌氧化法的发展及浮选-氰化联合工艺流程的应用;三是大规模的低品位矿堆浸技术应用。

在铂族金属矿产方面,铂族元素始终是我国最紧缺的矿种之一,全国保有储量仅约310t、工业储量23t,不足世界储量的3%。我国铂族元素矿产高效利用方面进展主要有:催化剂和催化技术的发展,含铂族金属的失效催化剂种类和数量不断增加,加压氰化法的提出,火-湿法联合工艺技术的发展等。

4、稀有金属

我国主要稀有金属矿产有矿、矿、钽矿等,分布较集中、多为共伴生矿床。我国稀有金属矿产资源高效利用方面的进展主要有:锂矿方面主要有盐湖卤水提锂技术的发展;铍矿方面主要有高氟低品位铍矿中对矿石加碱焙烧-水解除杂-再球磨后浮选提铍技术的发展铌钽矿方面多种选冶联合工艺如重选-磁选-浮选联合流程等技术的应用。

5、稀土金属

稀土金属矿产包括钪矿、轻稀土矿(镧、铈、镨、钕、钜、钐、铕)和重稀土矿(钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇)等矿产资源,我国稀土矿产资源丰富、矿床类型齐全、分布面广而又相对集中。我国稀土矿选矿技术的发展主要有:一是工艺的创新,如白云鄂博稀土矿中将强磁车间的粗选-精选改为粗选-扫选,扫选精矿进行反浮选,反浮选的泡沫作为稀土浮选原料进行浮选二是新型高效稀土浮选药剂如lf-8lf-6捕收剂的研;三是新型选矿设备的开发,如磁选机、螺旋溜槽、浮选柱等。

6、稀散元素

稀散元素又称分散元素,包括等8个元素。前人认为“分散元素不形成独立矿床,它们以伴生元素方式存于其它元素的矿床中”。20世纪90年代以来,在涂光炽院士带领下中国科学院地球化学研究所完成"分散元素成矿机制研究"项目,发现分散元素可以成矿,可以形成独立或共生矿床。近十年,我国已经发现许多分散元素独立矿床,为分散元素的利用做出了重要贡献。该项目研究中还发现分散元素成矿类型的专属性,绝大多数分散元素所富集的矿床类型具有一一对应的关系,成矿专属性的发现提高了分散元素的找矿及与多金属综合利用的效率。

7、放射性金属

放射性金属包括、镭、钚、锕、镅、钔等,我国放射性金属矿产主要为铀矿。铀是重要的战略金属,我国铀矿资源贫乏、需求量大,提高铀资源的利用水平迫在眉睫。铀矿选矿技术主要有地浸、堆浸等,近年来选矿工艺技术的发展主要有:一是地浸选矿技术的发展,如可地浸砂岩型铀矿快速钻进冲洗液的应用等。二是堆浸选矿工艺的改进,包括化学溶浸剂、助渗剂等方面的创新。三是原地爆破浸出技术、细菌堆浸新工艺的发展。

8、非金属矿产

我国非金属矿产资源种类较齐全,已探明非金属矿产有88种,这里主要介绍一下萤石、钾长石、磷矿等矿产资源开发利用进展。萤石矿选矿进展主要表现在石英型萤石矿高效抑硅药剂的研制,重晶石型和碳酸盐型萤石矿高效捕收剂和抑制剂以及多次选别工艺流程的开发。钾长石矿高效利用主要表现在除铁工艺的进展,如浮选-硫酸酸浸联合、磁选-浮选联合、反浮选-强磁选联合等多种联合工艺除铁技术的发展。磷矿方面主要进展有:一是反浮选、双浮选工艺的发展及新型浮选药剂的研制,二是重介质旋流器选磷技术的开发和新型磁选设备的应用,三是窑法磷酸技术、微生物处理法、干式电选法等技术的突破。

9、能源矿产

我国能源矿产资源比较丰富,但结构不理想,炭资源比重偏大,石油天然气资源相对较少。我国在煤矿资源高效利用中的进展主要表现在选煤技术的发展:掌握了国际上先进的选煤方法,高效重介质旋流器选煤技术广泛推广,风选、动筛跳汰选煤技术及大型设备得到发展,浮选选煤技术中各类捕收剂和泡沫剂的研制,细粒煤脱水技术中加压过滤技术、强气压穿流式压滤技术和沉降离心脱水技术的突破等。

综上所述,我国在矿产资源高效利用领域取得了显著的成果。2012年国家发布的数据显示:在矿产资源综合利用方面,全国约1/3的共伴生矿产资源实现综合开发。黑色金属矿共伴生的30多种有用组分中,有20多种得到综合利用有色金属矿的45种共伴生组分中,有33种得到综合利用全国共伴生金属矿产约70%得到综合利用,综合利用的金属量占到全国金属总产量的15%,全国35%的黄金、90%的银、100%的铂族元素、75%硫铁矿和50%以上的钒、碲、镓、铟、锗等稀有金属来自于综合利用。目前已形成攀枝花钒钛磁铁矿、金川铜-多金属共生矿、包头白云鄂博稀土-铌-铁多金属共生矿、湖南柿竹园钨锡多金属矿、广西大锡多金属矿、辽宁铁矿等六大共、伴生矿产资源综合利用基地。在再生资源回收利用方面,主要品种再生资源回收总量达1.65亿吨,回收总值达5763.9亿元,部分城市主要品种再生资源回收率提高到70%,废钢铁、废铜、废铝、废铅利用量分别占当年产量的13%50%23%42%

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