攀枝花釩鈦磁鐵礦中稀散金屬開發利用前景

2022-11-11 03:06:04 字數 6400 閱讀 8172

特約稿件

張祖光攀枝花市決策諮詢委員會一、

前言儘管sm在其附著物中含量極低,但由於sm中大部分金屬**昂貴,人們仍願意花大力氣將之提取、精煉。許多國家還作為戰略物質而儲備,並對其產量、進出口量、儲備量和生產訣竅保密,國內外從事sm生產的主要

據不完全統計:2006年全世界消耗鎵

我市釩鈦磁鐵礦中已經或可能提取的有價元素:

黑色金屬:鐵、釩、鈦、鉻有色金屬:鋅、銅、鉛、鎳、鑽由於富集在廢酸、廢渣中最近才被發現。

稀散金屬:鈧、鍺、鎵、銦、鎘,其中銦、鎘廠家有500多家,國內有5o多家。

稀散金屬最早通186t、銦480t、鍺100t,其**分別為300~常指鎵(ga)銦(in)鉈(t1)鍺(ge)硒(se)碲500美元美kg,880美

(te)錸(re)七種元素,後來有人將鈧(se)銣(hb)鉿(hf)鎘(cd)和釩(v)納入其中,總

計l2種金屬統稱為稀散金屬,簡稱sm。

這些金屬被歸納為sm,原因有三:

kg。中國2001m2005年的生產能力:鎵80t、

銦300t、鍺60t,具體消耗量不詳。

二、sm的主要用途

第一、它們物理化學性質相近第

二、極隨著人們對sm的認識和研究的逐步深

少遇見有工業開採價值的sm獨立礦床;第化,特別是近十年來sm的應用在各個領域三、sm的克拉克值較低,多伴生在其他礦物嶄露頭角。單獨使用sm的情況較少,往往中,量微且分散,一般從提取有色、黑色主體摻雜於其他有色金屬製備出一系列化合物或

金屬的副產物中**。

合金,如半導體材料、電子光學材料、新型節

隨著攀枝花市鐵、釩、鈦加工產業鏈的延能材料、特殊合金及有機金屬化合物等,是支

長和迴圈經濟的發展,目前**可以商品化撐當代電子計算機、通訊、宇航、能源、醫藥衛

的稀散金屬除釩外還有鎵、鈧、鍺、銦、鎘五種生及軍工等高新技術的重要基礎材料之一,

金屬,它們都賦存於各種廢液和廢渣中。不斷深化,sm對國民經濟和國防工業的重要

20其應用廣泛,效能獨特,有些sm材料是無可

由於科學技術的進步,人們對sm認識替代的。

攀枝花釩鈦磁鐵礦經過四十餘年的開

性日益顯露,並已成為高新技術的支撐材料,發,產業鏈不斷延長以及科技手段不斷的完

第36卷第3期攀枝花科技與資訊(總第106期)

0。km/a,總計消耗噸一150噸。善使sm在許多副產物中被發現,從而為我1

們提供了研究和開發的平台。

從攀枝花礦產資源中可能或已經提取的五種sm用途簡述如下:

1.鎵(ga):主要用於手機電子器械,新

三、攀枝花礦產資源中的sm

sm在自然界中主要以分散狀態存在,多與有用金屬礦物及煤伴生,全世界這種礦物總計達298種,其中釩鈦磁鐵礦是sm重要的型固體發光源(以氧化鎵為代表的半導體照依附礦種。據市國土資源局2007年提供的

明光源節電80%),鎵基太陽能電池,設計壽命可長達15年。

2.鈧(sc):是一種比**還昂貴的金屬。

主要用於大型光源(鈧鈉燈)和太陽能電池,鈧是一種重要的摻雜元素(或稱為變性材料),許多材料因為摻雜而獲得異外的效能,如在鋁中摻雜千分之幾的鈧,則可使鋁的強度,焊接性和抗腐能力有極其明顯的提高。

3.鎘(ca):主要用於高階軸承,體積小客量大的鎘電池,鎵(80%)一銦(15%)一鎘(5%)合金可作原子反應堆中的控制棒。4.銦(in):

廣泛用於電子及能源工業。銦錫氧化物是當今銦的最主要用途,用量佔世界產量的70%以上,將ito作為靶材蒸鍍到玻璃上形成ito薄膜,廣泛用於液晶顯示(lcd),電子發光顯示(eld)、電子彩色顯示(ecd)等平面顯示

器件上銦一銀一鎘),in—bi

—cd(銦一鉍—鎘)合金可用作原子反應堆中吸收中子的控制棒。

5.鍺(ge):是著名的半導體材料,目前其主要用途已轉至紅外、光纖、超導與化工催化劑等方面。摻鍺石英光纖具有傳輸容量大,光損小,色散低,傳輸距離長,保密性好,不受高壓電磁場腐蝕等惡劣環境干擾,可大大節約中繼站數目,是唯一應用於工程化的光纖,也是

鍺的主要用途之一,如1×10 km摻gecl4光纖需我國光纖需求量為15×資料,在我市保有儲量669374.1萬噸釩鈦磁鐵礦中,含鎵11.36萬噸(全世界鎵的儲量為17.2萬噸中,不含攀枝花儲量),鈧11.39萬

噸,折算礦中含量分別為0.0015%和

0.0017%。另據文獻報導:攀枝花原礦含鈧0.0028%一0.0032%,進人鐵精礦為進入鈦精礦的為這說明鈧是親鈦元素。

鎵則相反,進入鐵精礦中為0.0039%,而進入

鈦精礦中為0.0010%,說明鎵為親鐵元素。

我市東源鋅業公司提供化驗資料表明,我市

鐵精礦中鍺、銦、鎘含量分別為以上資料受化驗手段限

制,誤差可能較大,僅供參考,有關攀枝花釩

鈦磁鐵礦中sm的儲量及賦存狀態資料極少,有待今後進一步補充完善)。四、鎵、鈧在攀鋼生產流程中走向

早在1992年,攀鋼、攀礦曾聯合進行過

大型調查,查明了鎵、鈧及其他元素在攀鋼生產流程中走向(見表一),雖然資料與現在化

驗結果及其他文獻報道的不盡相同(可能與

化驗手段和取樣礦床不同有關),但仍清楚的

表明它們在各工序中的分配關係,這對今後

如何利用sm有重要參考作用。

五、我市工業廢棄物中的sm

在鋼鐵、釩、鈦複雜的工藝流程中會產生

許多廢棄物,原料中的sm被富集其中,為提取、開發、利用sm提供了機會。21一

表一鎵、鈧在攀鋼生產流程中的走向

鋼渣轉爐泥轉爐煙塵

原礦鐵精礦尾礦鈦精礦燒結礦鐵水瓦斯灰瓦斯泥鋼水鎵鈧

1.固廢

爐爐壁或結瘤,因此瓦斯泥不能作為燒結礦

高爐瓦斯泥及其他工業爐煙塵灰。鐵精的新增劑再返回高爐,只能另作它用。這裡礦中的sm隨礦進人煉鐵高爐中,在高溫和需要說明的是,通常煤中含有0.0001%~

強還原性氣體作用下,sm氧化物被還原且揮0.003%的鎵,煤在焦化過程中,鎵部分進入發進入煙塵,在冷卻過程中又被氧化,在水洗焦油,部分進人焦炭,焦炭在高爐中燃燒時鎵後進入瓦斯泥,雖然瓦斯泥含鐵高達31%~

表二進人菸灰,因此煤對瓦斯泥中鎵的富集也有

33%,但因同時含鋅5%一13%,鋅會浸蝕高貢獻(高爐瓦斯泥中sm含量見表二)。

高爐瓦斯泥中sm含量

lsml銦

l含量%l0.03鎘

0.033鍺

0.005

2.液廢

鈧l鎵在攀鋼轉爐煙塵灰中鎵和銦的含量達到器收集到的灰塵中sm含量也不會低。

而轉爐鋼渣中鎵和銦含量分別為o.oo51%和0.0001%。

硫酸法制取鈦白的廢酸,由於sm易伴

前面提到鈧易進入鈦精礦,在用鈦精礦製生在鈦精礦中,無論硫酸法鈦白採用鈦精礦

取高品位鈦渣時,渣中的se:o3在高溫氯化時變或酸溶性鈦渣作原料,均需要硫酸在高溫下成seq 並富集到氯化菸灰中,其sec13含量高浸泡,原料中的sm今被部分富集到廢酸中,

達易於提取,是提鈧重要原料而廢酸目前大部分被用石灰中和變為廢渣棄之一。另外鎵在提釩廢渣中的品位可達掉,浪費了資源,汙染環境(廢酸中的sm含

據理推測,冶煉鈦渣時,除塵量見表三)。

表三廢酸中的sm含量

ismi鎘

i含量銦

42.2鍺

1.54鎵

0.14鈧

未化驗值得指出的是:硫酸分解鈦精礦製取鈦如果將攀枝花釩鈦磁鐵礦儲量中sm成

白時,鈦精礦中80%~87%的鈧轉入二氧化分均能有效地提出來,按目前市場**計算,

鈦的水解母液中,氧化鈧含量高達0.05g/l,這個值將達到天文數。現僅將一年開採量

這通常是我國提鈧的最主要途徑。

六、sm在攀枝花資源中的潛在價值

表四2000萬噸礦中的sm粗略估計其潛在價值見

表四。2000萬噸礦開採量中sm的潛在價值22銦

48.3鍺l鎵i鈧i鎘

總計236.4

2011年第36卷第3期攀枝花科技與資訊(總第106期)

由表可見,如不利用,一年中我市釩鈦磁展,某些元素已經可以商品化,如銦、鎘、鍺

鐵礦損失的sm總值高達236.4億元,按30%**率計算每年損失70.9億元。

奇盤蟹0

假如將攀鋼投產4o年以來瓦斯泥帶走

目前比較現實的是由於從瓦斯泥和廢酸的sm略加統計,(按我市平均每年產生瓦斯

中提取sm的技術在我市已取得突破性進泥1o萬噸計算)其價值見下表五。

表五瓦斯泥中sm的價值

lsml銦

l鍺i鎵i鈧l鎘l總計

l價值(億元

40年來從瓦斯泥中帶走的sm價值為產生的廢酸超過300萬噸,廢酸中sm的潛在

189.07億元,平均每年損失4.73億元左右。價值(未包括鈧)為5.95億元(廢酸比重

到2012年,我市鈦白粉產量預計為5o萬噸,

1.26kg/l)見下表六。

表六廢酸中sm的潛在價值

isml鎘i

銦f鍺i鎵f總計

l價值(億元

社會效益:廢酸若不利用,則處理1噸鈦市場對sm渣的需求仍很強烈,價位很高,如白粉的廢酸需1000元左右,若處理50萬噸含銦10%的銦渣市場價高達220萬~250

鈦白粉產的廢酸則需5億元。目前我市某公萬/噸。

司用濃縮法**廢酸,**硫酸的成本為

從另外角度看,例如利用廢酸、瓦斯泥生

600噸,遠遠高於硫酸的目前市場價。

產電解鋅,幾乎所有sm在電解液中都是有

七、攀枝花釩鈦磁鐵礦中sm提取途徑

害元素,因為它們會損壞電極,提高電耗,降

釩也屬sm,儘管在礦中的品位比其他低電鋅質量,所以在生產過程中也必須盡可

sm高得多,但仍無法直接從礦中提取,因為能把sm提取乾淨。

它親鐵,在高爐冶煉時,大部分釩進入鐵水,以我市某廠為例,利用廢酸和瓦斯泥在

通過「吹釩」工藝,將其氧化,進人渣中,成為提取6000噸電鋅同時,可獲得銦2.4噸、鎘

釩渣,此時v2o5已被富集到噸、鍺1.0噸(鎵、鈧尚未提取)、含鐵60%

變為提釩的優質原料,也可作為商品直接進優質鐵精礦4400噸。入市場,隨著技術進步由釩渣可生產出v 0

攀枝花年產生300萬噸廢硫酸是硫酸法或v 0 ,釩鐵、釩氮合金等高階產品。鈦白生產時的重要汙染物,但同時也是濕法

目前我市sm的富集物一廢酸及廢渣,冶金提取sm的重要原料。

但含量極微,必須經過多次重複富集,做到

假如全部用完300萬噸廢酸,可消耗掉

「擠幹榨盡」,方可獲得可以商品化的各種全省3o萬噸瓦斯泥,攀鋼50萬噸含釩鋼渣,

sm渣進入市場,要獲得sm的高階產品(其周邊地區30萬噸低品位含鋅原料,每年獲得

純度為仍需要有足夠5.5萬噸鋅,500噸五氧化二釩,2o一50噸sm

量的sm渣作為原料支撐。儘管如此,目前金屬以及2o萬噸鐵精礦及

(下轉第27頁)

2011年第36卷第3期攀枝花科技與資訊(總第106期)

渣和廢水。

(三)配置多層次產業

公升級解決環保問題,如用先進氯化法取代傳

統的硫酸法生產鈦白粉,實現產品公升級和質

在釩鈦核心產業之外配置第二層次和第量換代,消除傳統硫酸法生產中嚴重的廢硫三層次產業,利用鈦白綠礬生產鐵系列顏料酸和綠礬問題;採用綠色提釩技術解決釩系做精鐵化工產業,利用鈦自廢酸生產錳鋅系統廢水問題等。列金屬鹽做精攀枝花有色金屬產業,利用五

(五)結論

氧化二釩過程硫酸鈉生產硫化鈉系列化工原

1.攀枝花釩鈦產業是攀枝花特色經濟料純淨釩產業基礎。

的支柱產業,屬於特色資源利用,差異化釩鈦(四)培育釩鈦新技術,解決環保問題

產品具有良好的市場前景,工藝技術先進可

攀枝花礦屬於多元素共生礦,包含多種靠,對攀枝花經濟社會發展和釩鈦之都建設金屬和非金屬礦物組分。鈦產業發展的主原具有良好的促進作用。料是鈦精礦,其選別過程工序多、用水量大。

2.攀枝花釩鈦產業可持續發展必須以

其排放的廢水中含有黃藥和重金屬離子,應釩鈦產業為核心,按照清潔生產、迴圈經濟和當盡可能迴圈使用,外排部分必須處理達標安全生產要求,延伸發展外圍鐵深加工、建材合格。精礦以外的廢棄物料以粉狀和粒狀為利用和多元複合型產業,服務釩鈦產業發展,

主,在可能的技術條件下可以規劃其他可利保持攀枝花釩鈦產業發展特色和可持續性。用礦物選礦,如深度選鈦、選鐵和選別硫鈷精

3.釩鈦產業可持續發展必須通過產品

礦,若暫時無法進行有用礦物選別,應該進入換代和產業公升級實現產品公升級和質量換代,尾礦庫集中儲存,給以後利用創造條件。經用先進氯化法取代傳統的硫酸法生產鈦白過一定時間脫水後礦物顆粒會出現揚塵,應粉,創新發展鈣鹽沉釩新工藝,提高釩鈦產業

該在確保尾礦壩安全的情況下進行植物覆蓋發展對攀枝花特色經濟強市的貢獻率,為實

保護,防止粉塵飛揚和資源流失。

現攀枝花打造「中國釩鈦之都」目標而不懈

釩鈦產業發展可以通過產品換代和產業

努力。(上接第23頁)

進一步深加工將為我市機械製造及其他重要

3000噸三氧化二鉻,總產值近2o億元,攀枝花高科技產業提供重要資源,為攀枝花資源綜合將成為我國重要的sm生產基地,同時也使我

利用和迴圈經濟的發展做出重要貢獻。

市產業及產品結構調整公升級,鋅、鉻及sm的27

攀枝花機房建設方案

機房建設 專案設計概述 專案概況 專案地點 位於攀枝花市房管局辦公大樓五層 現場情況 本專案改建機房面積約110平方公尺,施工區域長度14.4公尺,寬度7.8公尺。施工區域內分隔為主機房和操作間兩個區域,主機房與操作間之間現有玻璃隔牆需保留,操作間裝修保持現狀。主機房需進行擴建裝修改造,主機房室內高...

攀枝花學院精美求職簡歷

十分方便修改的簡歷模板 自薦信尊敬的領導 您好,首先感謝您在百忙之中審閱我的自薦信,當您翻開這一頁的時候,您已經為我開啟了通往機遇與成功的第一扇大門。我將努力讓您在短時間內了解我。我是 大學20xx屆的應屆畢業生,我所學的專業。經過4年的大學生活,在師友的嚴格教益及個人的不斷努力下,我已經具備了紮實...

攀枝花十二五規劃支撐

支撐加快從鋼鐵經濟走向釩鈦鋼鐵經濟,從基礎原材料基地走向新興製造業基地,推動太陽能 生物產業突破發展。十二五 期間,將集中力量推進麗江 攀枝花 攀枝花 宜賓沿江高速公路,成昆鐵路新線和麗江 攀枝花 遵義鐵路建設。走向釩鈦鋼鐵走向新興製造業 十二五期間,工業方面,著力構建 6 2 產業發展新格局,做大...