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稀有金属矿产资源的综合利用

时间:2016-11-4 15:52:00   来源:网络   添加人:admin

  中国是世界上稀土资源最丰富的国家,这些矿石中往往伴生了大量铌、钽等稀有金属。稀土和稀有金属都是新能源、新材料、航空航天、信息、生物、军工等尖端科技领域和国防建设的重要基础材料,具有重要的战略价值。以内蒙古白云矿区为例,其稀土矿和铌矿资源居全国之首。白云鄂博矿区已探明的铌储量660万吨,稀土储量约1亿吨。随着工业化进程的加快,资源的消耗越来越大,优质的稀土和稀有金属矿产资源日益枯竭,低品位、难处理的复杂稀有金属伴生矿资源的开发利用被提上研究日程。长期的氧化、风蚀作用导致复杂稀有金属伴生矿床具有物质成分复杂,矿石嵌布粒度细等特点。由于矿石中稀土、铌、钽、锆、铁等有价元素含量低,铝、硅、磷、钙等脉石成分含量高,从而使得单体解离困难,分离提取难度大。因此,复杂稀有金属伴生矿的分离提取需要开展大量的研究工作。一般来说,分离提取的主要方法有选矿法和冶金法。选矿法只能获得品位较低的稀有金属粗精矿,冶金法(包括火法和湿法)往往是以选矿粗精矿为原料进行后续处理。针对矿石中稀有金属的赋存状态和解离特性,采用选冶联合流程进行处理是实现这类资源综合利用的重要途径。

  包钢选矿厂采用弱磁-强磁-浮选工艺流程来处理白云鄂博氧化矿石。首先破碎磨矿,然后采用弱磁选将磁铁矿选出,尾矿再进行强磁粗选;用反浮选法得到铁品位高于61%的铁精矿。稀土总回收率为18.56%;实现了铁和稀土的综合回收。

  白云鄂博2号矿体中铌矿物含量较高,矿物组成相对单一,嵌布状态较好,易于选别。用磁化焙烧-磁选-交流等离子冶炼工艺流程进行处理,效果良好。该工艺将2号矿重选粗精矿进行磁化焙烧-磁选分离,获得含铌铁精矿;非磁性物采用等离子炉冶炼,冶炼温度为2500~3000℃,得到低磷中级铌铁(22%~32%Nb2O5、wNb/wP>30),铌回收率为61.1%。

  长沙矿冶研究院以白云鄂博2号矿选矿得到的中品位铌精矿为原料,采用含碳冷固结球团二步冶炼铌铁工艺进行处理。该工艺首先将铌精矿与焦粉、粘结剂及石灰混匀、造球,在碱度0.8,焦比12%、熔炼温度1480℃、熔炼时间80min的条件下进行冶炼,得到铌磷半钢和富铌渣,富铌渣中Nb2O5含量高于15%,铌回收率达98.5%。富铌渣进行二次电炉冶炼得到铌铁合金和稀土富集渣,脱磷效果好,铌回收率高。

  另据报道,用直接还原技术对包头白云鄂博东部接触带2号矿经重选所得含铌铁矿粉进行处理,重选精矿在1100℃下还原60min,经磁选分离后,非磁性物的除铁率达到96.50%,Nb2O5含量也得到提高,较还原磁选前提高了近3倍。