世界海砂矿综合利用现状及发展方向

2019-11-15 16:35:02 作者:huangj 来源: 浏览次数:0 网友评论 0

海砂矿具有储量极其丰富、采选成本极低、投资生产成本较少、物流成本低、有价矿物附加值很高的特点。

  胡兵1,2,黄柱成3,易凌云3

  1.中冶长天国际工程有限责任公司2.国家烧结球团装备系统工程技术研究中心3.中南大学资源加工与生物工程学院

  可检索到有关海砂矿的最早文献来自于1806年,该文献中提到了一种金属伴生矿,这种矿石的物相组成是由金红石,铁金红石和钛铁砂构成,其中铁砂矿颜色主要为黑色和黑褐色,形状以小的圆球状颗粒为主,表面略带金属光泽,坚硬且不透明。19世纪对海砂矿的研究主要停留在对矿物本身的初步认知范畴,包括矿物的颜色、密度、硬度、形貌、磁性质等物理特性;不同地域海砂矿矿床的地理位置与特点以及对海砂矿化学成分与含量的粗略分析等方面。20世纪对海砂矿的研究可以用“理论研究与实际应用齐头并进”加以概括。时间进入20世纪70年代,对海砂矿的研究从单纯的地质勘探、矿场、选矿以及矿物结构转向工业实际应用方向的研究。

  海砂矿主要来源于火山岩,是火山喷发,经空气或海水中的冷却而形成,是一种在海滨地带由河流、波浪、潮汐和海流作用而形成的次生富集砂铁矿。海砂矿是一种大储量、低成本、广来源的铁钛(钒)共生资源。因此,找到一种综合利用海砂矿中铁钛(钒)资源的新型工艺路线,对于解决铁钛(钒)资源紧缺,拓宽铁钛(钒)资源供应渠道,降低铁钛(钒)生产成本,维持稳定的基础消费品价格,保证经济的健康运转与社会的和谐发展,均具有较大意义。

  1 海砂矿储量分布及资源特点

  1.1 海砂矿的储量分布

  海砂矿是仅次于石油天然气的第二大海洋资源,是替代内陆矿产的潜在资源之一,全球现已开发利用的三十余种滨海砂矿在世界矿产储量中都占有相当重要的地位。海砂矿资源基础储量超千亿吨,主要分布在印尼、新西兰等东南亚国家,该矿除铁外还共伴生有丰富的钒、钛等有价金属,资源综合回收利用价值相当可观。其中,海砂矿资源的钛含量占世界钛资源储量的50%左右,据USGS等权威机构发布的资料,世界钛矿地质储量总计为5亿~12亿t(以TiO2计),其中80%为钛铁矿(含钒钛磁铁矿),锐钛矿和金红石约占20%左右。

  

  1.2 海砂矿的工艺矿物学特性

  在钛磁铁矿-脉石连生体中,连生方式主要分为两种:一是微细的脉石沿钛磁铁矿边缘或者微细的钛磁铁矿沿脉石边缘嵌布,前者常为铁的富连生体,而后者则多为铁的贫连生体;二是微细的脉石呈包裹体嵌布在钛磁铁矿中,但是亦常见微细粒钛磁铁矿以星散浸染状的形式零星包裹在脉石中,当钛磁铁矿包裹脉石时,基本上均为铁的富连生体,而脉石包裹钛磁铁矿时则多为铁的贫连生体。由于TiO2、V2O5、MgO、Al2O3主要是以类质同像的形式赋存在钛磁铁矿晶格中,或呈微细的固熔体析出物与钛磁铁矿紧密镶嵌,因此,这些组分的存在是影响铁精矿品位的最主要因素,不可能通过机械选矿工艺使它们得到有效的降低或富集。

 



 

  图2 海砂矿BSE背散射电子像

  Il-板片状钛铁矿,M-钛磁铁矿,G-脉石,D-辉石
 

  1.3 海砂精矿的原料性能

  表2为海砂矿精矿粒度组成,表3为几种典型的海砂矿资源主要的化学组成。可以看出,海砂矿资源经选矿处理后,含铁品位在54%~60%,含钛品位在7%~12%,部分含钒,一般品位在0.2%~1.0%。


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