一 铌钽资源

巴西的铌资源, 占世界70%, 居第一位, 估计储量氧化铌为2681万吨, 几乎全部是黄绿石。主要分布在巴西的米那斯吉拉斯州和戈亚斯州, 前者有阿拉萨和塔皮拉二矿山, 后者有卡塔洛和布道尔二矿山。阿拉萨矿的矿石储量46100万吨, 氧化铌品位2.5-30%, 按目前世界铌的需用量可开采500年以上; 卡塔洛矿的矿石储量为144万吨, 氧化铌含量2%。1984年在亚马逊地区又发现一个大型钛铌矿床, 矿石380万吨, 含量2.5-3%。

钽资源也较丰富, 主要分布在巴西的东南部, 如Sao Joao DedRei和Cristao otoni的锡钽矿床, SaO Jose Da satira的钽铍矿床, Araeaui的钽铍、锂矿床。巴西钽储量氧化钽估计为3178吨。

二 铌的生产

巴西矿冶公司和卡塔洛矿业公司, 为世界最大的铌生产公司, 占全世界铌产量的80%以上。巴西矿冶公司所属阿拉萨矿和巴西卡塔洛矿业公司的卡塔洛矿山, 均为露天开采的高品位矿。

巴西矿冶公司1965年成立, 其股份巴西占55%, 美国钼公司占45%。自1961年开采黄绿石矿以来, 致力于高产值产品的生产, 1964年产铌铁, 1980年生产工业纯氧化铌, 1981年生产高纯氧化铌, 1983年生产金属铌, 该公司已成为全世界40多个国家主要铌产品的供应者, 约30%的产品通过其在美、加、英、西德、日本的国际子公司代销。卡塔洛矿山公司1976年生产黄绿石1977年生产铌铁。

1981年起, 巴西控制不外销铌精矿, 集中加工并出口铌铁和氧化铌之类的产品。

巴西矿治公司所属的阿拉萨铌矿, 位于阿拉萨市南约6公里, 距里约热内卢约550公里, 现有职工499人, 其中工人406人, 职员93人。

(一) 选矿

该矿为一碳酸盐岩复合矿, 有放射性, 主要由针铁矿、竭铁矿、磁铁矿、重晶石、独居石、钛铁矿、磷钡铝石、石英和铌矿物水钡锶黄绿石等矿物组成。选厂日处理原矿3500吨, 设计生产能力为黄绿石精矿42, 000吨/年, 精矿含氧化铌60%。

矿石给入球磨机。磨至95%为150目, 球磨机与508毫米旋流器构成闭路, 溢流用双筒弱磁选机(800-900奥斯特)分出磁性矿物, 非磁性产品送至脱泥工段, 用三段旋流器脱泥。旋流器沉砂用胺类阳离子捕收剂和氟硅酸钠调浆15分钟, 氟硅酸钠作为黄绿石的活化剂, 加入盐酸控制PH为2.5-3.5浮选黄绿石。经四次精选获得含氧化铌55-60%的浮选精矿, 若生产高质量铌铁, 需进一步除磷、硫、铅。

浮选精矿滤饼与25%氯化钙、5%石灰混匀, 送入温度为800-900℃回转窑焙烧, 生成HCl、PbCl₂通过冷却塔进行回收, 物料冷却后加入5%盐酸浸出, 生成的氯化钡和可溶性磷进入滤液而废弃, 浸出的混合物送过滤机过滤。浸出精矿用水洗涤后再干燥, 得含氧化铌59-65%的精矿。浸出厂生产能力150吨精矿/天, 年产浸出精矿为50000吨。

(二) 冶炼

巴西矿冶公司以黄绿石精矿为原料, 生产多种铌产品。以标准级铌铁为例, 该公司间歇铝热还原法生产铌铁, 一次可得含铌66%的铌铁11吨, 每天可生产66吨, 规模是全世界最大的。反应物料配比为:

氧化铁(赤铁矿含铁60%)  40公斤

铝粉                   6000公斤

萤石                   750公斤

石灰                   500公斤

每批炉料在旋转混合器中混合90分钟后, 装入内衬镁砂的钢筒反应器, 反应器直径3.7米, 高1.8米, 置于圆形凹坑之上, 凹坑以石灰和萤石作内衬, 硅砂作底垫, 用砂提密封反应器外层底部。反应物料装好后, 上面放氯酸钾和铝粉, 点燃自动进行15分钟反应, 最高温度2400℃。反应完毕冷却16小时, 除渣, 底部铌铁再冷却几小时后取出, 在空气中放置1小时后, 再用鄂式破碎机破碎至粒度小于100毫米, 再磨细筛分到用户要求的粒度, 合格的产品装铁桶。铌回收率96%-97%, 铌铁和炉渣化学成分见下表。

三 钽的生产

巴西冶金公司是四国集团(巴西、西德、美国、英国)冶金公司成员之一,总部设纽约。该公司下属两个厂矿, 米拉斯吉拉斯州的Mibra矿山, 主要回收钽铁矿和锡石, 并熔炼锡精矿; 及其附近的Fluminesn-e工厂, 主要进行锡制品加工和钽、铌氧化物的生产。

Mibra露天矿, 回采伟晶花岗岩和砂矿中的锡石、细晶石和钽铁矿, 两种矿都是锡、钽复合物。处理流程如下图, 能力为:

露天开采出矿能力  600吨/天

炼锡能力  1500吨金属锡/年

锡制品加工能力  700吨金属锡/年

氯化钽生产能力  60吨钽精矿/年

露天开采出矿品位  氧化锡800克/立方米矿石
                     氧化钽400克/立方米矿石

Fluminense工厂采用溶剂萃取法生产氧化钽和氧化铌, 该产品主要用于巴西陶瓷碳化物工业。