菱鎂礦的多產(chǎn)品加工利用

劉興美　王怡然　張瑩瑩

【摘 要】文章介紹了我國菱鎂礦資源發(fā)展現(xiàn)狀、存在的幾點問題及菱鎂礦的選礦工藝；從資源綜合利用的角度闡述聯(lián)產(chǎn)梯級加工、開發(fā)高附加值鎂產(chǎn)品及尾礦的合理利用。

【關(guān)鍵詞】菱鎂礦；利用；選礦；資源綜合利用；高附加值產(chǎn)品；尾礦

1.我國菱鎂礦資源現(xiàn)狀及存在的問題

我國菱鎂礦儲量居世界首位，也是我國的優(yōu)勢非金屬礦產(chǎn)資源。截至2000年底全世界已探明儲量為100億噸左右，其中我國所占份額約為31.2%，主要分布在遼寧、山東等地區(qū)，西北地區(qū)次之。而遼寧儲量最為豐富，約占全國總儲量的85.6%；此外，其還具有高品位‘質(zhì)地優(yōu)良等特點。菱鎂礦可分為晶質(zhì)和隱晶質(zhì)兩大類，而隱晶質(zhì)礦床在我國極少。菱鎂礦大多數(shù)被加工為氧化鎂產(chǎn)品，制成堿性耐火材料用于冶金工業(yè)；部分也用來提取金屬鎂；還用于化學(xué)工業(yè)制取鎂的化合物；建筑工業(yè)上用菱鎂礦制含鎂水泥等。然而長期以來棄貧取優(yōu)的掠奪式開采造成我國高品位菱鎂礦資源日益巨減；巨量的低品位礦石未能得到有效的利用，造成資源的極大浪費。另外，目前國內(nèi)外對菱鎂礦初級原料需求相對減少，對高附加值鎂產(chǎn)品需求不斷上漲。而我國科學(xué)技術(shù)水平制約著我國對高附加值產(chǎn)品的開發(fā)。盡管我們占據(jù)著優(yōu)勢的礦產(chǎn)資源，然而形式對我國依然十分嚴(yán)峻。

2.菱鎂礦的選礦初加工工藝

由于我國菱鎂礦資源的特點，我國對菱鎂礦選礦工藝的研究落后于某些國家相當(dāng)長一段時期。近年來，隨著高品位礦石的不斷消耗，高附加值產(chǎn)品需求的增長，我國的菱鎂礦選礦工藝研究取得了長足的發(fā)展，科研工作者做了大量的工作：1965年6月我國海城對菱鎂礦進(jìn)行了熱法（焙燒-風(fēng)選）選礦試驗；同年，我國開始了菱鎂礦浮選飾演的研究工作；1977年8月及1978年武漢鋼鐵學(xué)院分別對大石橋鎂礦進(jìn)行了浮選提純實驗，是我國菱鎂礦選礦基本趕上世界先進(jìn)水平。[2]然而，在實際選礦生產(chǎn)中仍然存在著許多的問題。由于礦石性質(zhì)的差異機選別條件的制約，選礦方法也各具特色，常見的集中有：熱選法、浮選法、重選法、磁選法、靜電分選法、化學(xué)選礦等。

2.1重選法

重選法是因目的礦物與脈石礦物密度的差異，借助于一定的分選設(shè)備使其分離富集的方法。由于菱鎂礦分選一般采用重介分選，顯然礦粒的粒度與形狀也是分選效果的制約因素，分析菱鎂礦的礦物組成可知其與伴生礦物及脈石礦物的比重差較小。因此分選效果不理想，而且處理的礦石粒度大于3mm，工業(yè)上常用于提高回收率。近年來，隨著對菱鎂礦的深入研究國外出現(xiàn)了多孔性細(xì)粒菱鎂礦的重力分選的研究，并取得了顯著的效果。

2.2浮選法

對細(xì)粒級低品位菱鎂礦的利用及精細(xì)化工高純度的要求，浮選法應(yīng)用于處理菱鎂礦取得了理想的效果。硅酸鹽等脈石礦物較容易除去，而與菱鎂礦化學(xué)成分、晶體結(jié)構(gòu)相近的白云石均為極性礦物，破碎后斷面呈離子鍵，不飽和性強，親水，不易浮。因此表面性質(zhì)不明顯，在晶格中鈣、鎂、鐵之間又可以互換而成類質(zhì)同象，故需要選擇適當(dāng)浮選藥劑來控制浮選效果。近年來，國內(nèi)對菱鎂礦的浮選研究較多。如程建國、余永富針對海城二級菱鎂礦的礦石性質(zhì)和生產(chǎn)現(xiàn)狀研究，通過實驗確立了反浮選—正浮選流程；反浮選用鹽酸、水玻璃、十二胺藥劑方案，顯著提高脫硅率；正浮選用水玻璃、六偏磷酸鈉、SM捕收劑，同樣取得理想的效果。[2]

2.3熱選法

對菱鎂礦的熱重分析、差熱分析及煅燒后的化學(xué)組成、礦物組成分析，菱鎂礦中碳酸鎂與其他脈石礦物在熱學(xué)性質(zhì)上有明顯差異。將菱鎂礦加熱至分解溫度一段時間，其主要成分碳酸鎂分解，然后分解出的氧化鎂重結(jié)晶，疏松、易碎。而其中的脈石礦物未分解或高溫變質(zhì)為較硬的其他物質(zhì)。然后經(jīng)過選擇性磨礦、分級得到含氧化鎂較高的精礦；再磨后風(fēng)選進(jìn)一步提高品位；工業(yè)上常加氯化銨等添加劑混合焙燒降低能耗。

2.4其他分選工藝

隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高各個學(xué)科交匯，近年來出現(xiàn)了不少其他的菱鎂礦分選新工藝。日本利用礦石導(dǎo)電性的差異、礦石整流性與臨界電位的不同，借助電選設(shè)備高效分離菱鎂礦；希臘用選擇增強礦物磁性的方法進(jìn)行菱鎂礦的磁選試驗；還有使用Rhodococus op acus菌作為生物捕收劑浮選分離方解石與菱鎂礦；此外，鹽酸法、胺法與碳酸銨鹽法等化學(xué)分選工藝提高精礦品味也得到廣泛應(yīng)用。

3.菱鎂礦的初級利用、存在的問題及解決方向

諸如冶金這樣需要耐高溫材料行業(yè)的快速發(fā)展，鎂質(zhì)耐火材料得到了廣泛應(yīng)用，其次在造紙、陶瓷、制糖、建材等工業(yè)部門也有重要用途。然而這些對菱鎂礦的運用科技含量低且均以高品位礦石為原料，顯然這是種不正常的現(xiàn)象并造成資源的浪費。長期的初級利用造成我國菱鎂礦資源存在一系列問題：儲量豐富、合理利用少、大量低品位礦石浪費、高品位礦床逐漸消失且利用效率低、產(chǎn)品附加值低；為合理解決這些問題有以下幾個方向：（1）開展國土資源保護(hù)工作加強菱鎂礦政治整合、合理規(guī)劃管理（2）加強加深菱鎂礦選礦提純的工藝技術(shù)水平（3）開展資源綜合利用研究工作，有效地解決尾礦級低品位礦石的利用問題4.積極探索開發(fā)高附加值鎂產(chǎn)品與精細(xì)化工。

4.高附加值嶺煤礦產(chǎn)品開發(fā)

我國大量出口菱鎂礦原料及低級鎂產(chǎn)品，而大量進(jìn)口高端鎂產(chǎn)品，犧牲資源換取產(chǎn)品價值，可見我國發(fā)展、開發(fā)高附加值鎂產(chǎn)品十分緊迫、十分必要；目前集中在開發(fā)利用物理化學(xué)性質(zhì)的晶須產(chǎn)品、化學(xué)性質(zhì)的鎂鹽精細(xì)化工產(chǎn)品及高純鎂產(chǎn)品與納米材料等。

4.1晶須產(chǎn)品

晶須是人工合成的纖維狀單晶體，結(jié)晶完美、尺寸小、具有各種抗極限條件的性質(zhì)，在工業(yè)制造中得到廣泛的應(yīng)用，尤其是在航空航天等事業(yè)中發(fā)揮這重要作用。

4.2其他高檔產(chǎn)品

利用菱鎂礦中有益組分氧化鎂提取金屬鎂，目前研究較多的采用鎂鹽電解提鎂與菱鎂礦真空熱還原法煉鎂；鎂質(zhì)納米材料及鎂質(zhì)礦物凝膠材料在未來的鎂產(chǎn)品的開發(fā)中也值得深入研究。

5.菱鎂礦尾礦資源的開發(fā)利用

由于我國菱鎂礦資源的特點，長期以來人們忽略對菱鎂礦尾礦資源的開發(fā)利用，然而作為一種不可再生資源，如何做到可持續(xù)發(fā)展，要求我們摒棄采富棄貧的生產(chǎn)方式，合理利用好尾礦資源。菱鎂礦尾礦中含有豐富的鈣、硅、鐵、錳等資源，需要我們逐步深入探索選礦工藝、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、開發(fā)系類產(chǎn)品，真正做到“一礦多用、復(fù)合利用、綜合利用”。尾礦的利用不僅為國家增添財富，還為企業(yè)帶來效益，保護(hù)環(huán)境等諸多益處。

6.結(jié)語

菱鎂礦資源為我國非金屬的優(yōu)勢資源，為我國出口創(chuàng)匯、國民經(jīng)濟發(fā)展起了重要作用，然而粗放型的產(chǎn)業(yè)模式是我國在鎂質(zhì)產(chǎn)品方面的形式十分緊迫。當(dāng)前我們急需解決的問題有：（1）改變生產(chǎn)理念，貫徹可持續(xù)發(fā)展方針，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟。（2）大力培養(yǎng)健全的科技人才隊伍，建立采—選—開發(fā)—銷售一體化的科研團(tuán)隊。（3）深入探索選礦提純工藝技術(shù)，合理利用低品位礦石。（4）加大對高附加值產(chǎn)品的投入與研發(fā)。（5）開展資源綜合利用，利用尾礦資源。合理有效地解決以上問題才能真正發(fā)揮我國菱鎂礦的資源優(yōu)勢，提高在國際市場的占有率。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李承元.國內(nèi)外菱鎂礦資源開發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀及展望[J].世界有色金屬，1997，（12）.

[2]王星亮.低品位菱鎂礦浮選提純研究[J].碩士學(xué)位論文，2008，6.