钨矿山资源综合利用的前景 | ![]() |
我国钨矿资源的特点:一是储量大,二是类型齐全,三是伴(共)生的有价组分多,综合利用价值高。当前开采的主要是石英脉型黑钨矿床,该类钨矿床已知所含的化学元素达七十余种。其中成矿元素有钨、锡、钼、铋、铜、铅、锌、铍、稀土等,它们大都呈独立矿物存在,是脉钨矿床中主要有价元素;稀贵元素有金、银、钽、铌、硒、碲、镓、铟、铊、镉、钪等,除在某些矿床中呈独矿物存在外,通常是呈类质同相等分散状态赋存在黑钨矿和各种硫化矿中。钨矿床多呈垂直逆向沉淀分, 矿床的中下部硫化矿物富集。因而随采掘作业往下延深,硫化矿增多,为开展综合利用提供了较丰富的矿物原料。虽然锡、钼、铋、铜、铅、锌等精矿,已成为钨矿山传统的副产品。但进一步加强与钨伴(共)生的有价组分综合利用, 最大限度地提高综合利用的水平,既是发展国民经济的需要,也是增强矿山企业活力,走出困境,提髙经济效益的重要途径。
1 钨矿山资源综合利用的进展铁山垅钨矿在提高钨精矿产量、质量的同时, 注重资源综合利用,不断完善适应本矿岩矿特性的采选生产工艺和有效的生产经营管理体系。综合回收年年有项目,资金年年有安排,攻关人员年年有保证。改造、完善了综合回收工艺流程,建立了中矿再磨再选系统和高铜溢流集中归队处理工艺,从而使副产金属综含回收率提高了10.3%。近三年铜、铋、钼、锡、锌等五种副产金属的产量、产值和利税分别以13.2%、11.3%和14.1%的速度递增,既充分利用了国家矿产资源,又使企业获得了可观的经济效益。1990年综合回收产值达255万元,新增利润46万元,比上年增长23.7%。
棉土窝钨矿伴生有价组分综合利用价值高,原矿钨品位0.245%、铜0.067%、铋0.07%、钼0.023%。除生产钨中矿送韶关精选厂外,尚配有部分精选设施,采用选-冶联合流程从精选后的硫化矿中综合回收铋、钼、铜三种产品。其中对难选的部分硫化矿中矿,经磨矿后用盐酸浸出、水解得氯氧铋,提高了副产品回收率。1988年铋、钼、铜三种精矿产值占总产值的41%,其利润比主产品钨精矿还高。该矿有职工500余人,全员劳动生产率接近万元,取得了可喜的经济效益。
汝城钨矿为改善台浮流化矿的分选,近年通过改进脱药工艺,即先将硫化矿浓缩加入硫化钠搅拌,然后稀释洗矿和过滤脱水,使浮选分离效果明显提高。与改进前相比,钼的回收率提高了3%,铜的回收率提高了18.31%,铋的回收率提高了19.65%,银的回收率提高了20%左右。副产品的产量比过去翻了一番,获利190多万元。
瑶岗仙钨矿经过试验,综合回收了伴生银。该矿原矿含银较高,载银矿物为各种金属硫化矿物。选矿过程中大部分银富集在原、次生细泥和精选段的混合硫化矿中。原生和次生细泥含银品位均为47g/t,混合硫化矿含银品位达300g/t,细泥和硫化矿中银的占有率分别为4.1%和33.6%,原有选矿流程仅通过从混合硫化矿分离的铜精矿带出银,银的综合回收率不过7%~8%。现在拟建原生细泥和次生细泥浮选厂,增加铜、银回收原料渠道。同时对混合硫化矿浮选工艺进改进,提高银、铜的作业回收率。因此矿山每年生产铜精矿的铜含量将是原产量的三倍,银含量将为原产量的6.7倍。银的综合回收率将上升到51.8%, 矿山年将增产值数十万元。
盘古山钨矿采用浮选法富集黑钨重选尾矿和硫化矿尾矿低品位铋矿,然后将低度铋精矿,用三氯化铁湿法浸出,铁屑置换海绵铋,火法精炼组成的新工艺,提取其中的铋、银、碲等有价成分。使铋的综合回收率提高10%~22%,达到60%, 接近国内外先进水平。大吉山钨矿将含铋的钨精选尾矿,直接用低浓度三氯化铁浸出,铁屑置换后可得含铋60%的海绵铋,铋的回收率可达85%。漂塘钨矿大龙山选厂将原从重选尾矿优先浮选钼流程,改为钼铋混合浮选-钼铋分离流程,不仅获得钼精矿、同时还回收铋精矿。荡坪钨矿樟东坑选矿广,从重选尾矿中回收钼,当重选尾矿中含钼0.053%时,获得含钼51%的钼精矿,回收率88.8%。西华山钨矿已建成以生产仲钨酸铵的废渣为原料的年产XX公斤氧化钪的冶炼厂。计划年产值相当可观。瑶岭钨矿制订的“多金属综合回收方案”只要投资160万元,对现有的选矿流程进行技术改造,增建浮选、电选、磁选工序,一年可综合回收副产金属锡、铋、铜、铅、锌、钛等金属量700吨以上,可获纯利238万元,仅此一项即可摘掉亏损帽子。
总之,由于钨矿山注重加强和改善硫化矿的回收,使铋、钼、铜、锌等伴生金属以及金、银等贵金属的回收率不断提高,据统计,湖南所属脉钨矿床伴生金属平均回收率,铜为34.42 %, 锡为33.11%、钼为22.39%、铋为22.06%, 比以往大有提高。
2 钨矿山资源综合利用的前景钨矿床伴(共)生的有价组分十分丰富,现行开采的钨矿山,没有一个是单一的钨矿床,只是在伴(共)生金属的种类及其含量有差异而已。据1988年储量表统计,锡的储量相当于钨工业储量的22%、铜25%、铅38.5%、锌44.6%、钼35.5%、铋44%、铍6%。就全国37个统配钨矿统计,保有的伴(共)生有价组分中,锡、铜、铋、钼、铅、锌的总量达十至数十万吨,颇为可观。还有铌、钽、钪、金、银、镓、铟、铊、硒、碲等稀、贵元素供冶炼回收,有价组分总储量,比钨的工业储量还多2.7%以上,综合利用的前景十分广阔。
钨矿床中下部硫化矿物增多;随着硫化矿物增多,伴生的金、银趋向富集。通常金多富集在硫化铜、黄铁矿和毒砂中,而银普遍富集在铜、铋硫化矿中,尤以铋的硫化矿为显著。钨矿床金属矿物中银、金的含量见表 1、2。
表 1 钨矿床金属矿物中银的含量, g/t |
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表 2 钨矿床金属矿物中金的含量, g/t |
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由表可见,浒坑钨矿的硫化铋矿含银达21250g/t, 盘古山钨矿斜方辉铅铋矿含银12800g/t, 一般亦在1000g/t以上。铁山垅钨矿的黄沙矿区,黑钨石英矿石普遍含银,平均含银××g/t, 为一伴生的中型银矿床。矿床中部的芭蕉坑组与樟木林组矿体含银分别高达××g/t和×××g/t,可以作为高银的铜钨矿体开发。含银矿物常以硫盐形式产出,其中硫银铋矿、含铅硫银铋矿、硫银铅秘矿含银量在25%以上。金、银的载体矿物主要有黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、辉铋矿、铅辉铋矿、硫铅铋矿、斜方辉铅铋矿、黝锡矿、毒砂等。
内带型钨矿床钪的含量高。钪是目前世界上的稀有资源,由于钪的稀少和工业回难度大,国际市场价格昂贵,比黄金高数倍。目前国际上含钪0.002%~0.0025%的矿石,便有综合利用的价值。而我国一些钨矿床黑钨矿含钪一般在0.020%~0.040%, 西华山等四座钨矿黑钨矿Sc2O3, 的含暈0.038%~0.083%, 而且有一定的规律性。江西某小型钨矿床,根据矿石中含钪品位计算,Sc2O3的储量规模达大型,矿床的经济价值相当于开发一个大型钨矿床的经济价值。钪一般是呈晶格元素固溶于黑钨矿之中,在选冶工艺流程中的变化规律是富集在冶炼渣中,对钪的综合回收可从冶炼渣中提取。
盘古山钨矿是钨铋碲共生的大型矿床。碲的品位高,碲在硫化物中的含量比我国的主要含碲矿床甘肃金川铜镍矿床、白银厂块状硫化物以及其他多金属矿床碲含量高百倍以上。辉铋矿中一般含碲0.n%, 白银厂、金川等矿床硫化物中碲的含量为0.00n%~0.000n%。该矿床的碲有80%左右呈碲的独立矿物存在,其中主要为硫碲秘矿A, 其次为硫碲铋矿B, 应硫碲铋矿,这些矿物都能在选矿产品台浮铋精矿中直接富集,经常使铋精矿的碲品位接近1%, 辉铋矿中的碲铋矿物包体,它的粒度大部分都在0.2mm以上,只要进一步磨矿,有相当一部分解离出来。该矿床是我国目前仅有的大型碲矿床。碲是很有价值的分散元素,在国外已得到了广泛的应用, 美国工业用的碲,钢铁工业占65%;有色金属工业占20%;化工及橡胶工业占10%。碲主要用作铁铜合金的添加剂, 这种合金是半导体工业的基本材料之一。按国际市场碲和铋的价值比较,显然同一品级的金属即99.0%的碲比99.0%的铋,价格要高出几十倍。将含碲高的铋精矿与一般铋裱矿等价销售,显然经济上是一种损失。盘古山钨矿将完善铋选-冶工艺,提取碲、银有价元素。
莲花山钨矿是一个可综合回收多种有价组分的钨矿床。除钨外,可利用的有用组分有钴、铜、铋、金、银、砷、硫等(表 3)。伴生组分的价值超过主产品钨的价值。根据有用组分赋存状态的特点,金的主要载体矿物是毒砂。钴主要赋存在毒砂和斜方砷铁矿中,而斜方砷铁矿不成单体,紧密与毒砂连生。银、铋、碲等元素的矿物多呈次生包裹体或微裂充填方式存在于毒砂中,金、银、铋、碲矿物颗粒细,要从毒砂中把这些有用元素回收出来,必须破坏毒砂晶格,因而通过冶炼回收才是有效的方法。只有通过充分的高温熔烧,彻底破坏毒砂晶格,有益元素的回收才会更高。而解决毒砂的回收问题是综合回收的又一关键。该矿若能建成规模年产钴35~40t, 金30~40kg的冶炼厂,每年可获利几百万元。
表 3 莲花山钨矿床可综合回收元素品位, % |
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3 依靠科技进步 提高综合利用水平 3.1
加强资源的査定研究工作。钨矿山一般都是50~60年代勘探评价的,对伴(共)生有价组分,多数是采用组合样品分析。由于当时的技术条件限制,对某些微量元素的分析手段不完善或分析方法不过关,影响矿床的综合评价,以致伴生组分的赋存状态和富集规律往往没有査清。随采掘作业向深部推进,矿石结构的变化,科学技术的发展,分析测试和选冶技术水平的提高,生产矿山也很有必要再进行物质成分的査定和赋存状态的研究工作。对其中有综合开发前景的元素,做好宏观控制和微观测试。查明有价组分的种类、含量、嵌布粒度、物理化学性质及采选技术条件,为综合开发做好资源评价工作。
3.2深入研究矿石中金、银的综合回收途径,把提高伴生金、银的综合回收率摆到重要地位。
随着钨矿山产品含金、银价格的大幅度提髙,加强伴生金、银的综合回收能够大大地提髙矿山的经济效益。如广东脉钨矿山副产的铋精矿、铅精矿、锌精矿、铜精矿都普遍含银,棉土窝钨矿产出的铜精矿还含金。精矿中所含金、银均由冶炼厂单独计价,提高了精矿的价值,给矿山带来较多的收入。从现有资料看,矿石中的金、银都是通过选矿富集在各种精矿中,然后在冶炼时实现其最终分离和提取。因此,制定合理的工艺流程,提高硫化矿的回收和分选效果,是提高金、银回收的途径。
3.3矿山应随着矿石结构的变化,伴生有价组分的增加(特别是铋、银、铜含量增加)以及价格的变化,选矿流程结构、产品方案都须重新研究调整。
3.4钨矿山目前资金困难,国家对矿山开展资源综合利用的科研、生产要实行扶持政策。要建立奖励制度,奖励开展资源综合利用获得显著经济效益的矿山,只有这样,一靠政策,二靠科技进步,钨矿山才能开创资源综合利用的新局面。