101-paper-攀枝花矿产资源特征及循环经济发展策略探讨

1TheCharacteristicofThePanzhihuaMineralResourcesandStudyonTheStrategyofCirculatingEconomyDevelopmentYangBaoxiang(PanzhihuaIron&SteelResearchInstitute)Panzhihua,Sichuan,P.RChina617000)AbstractInthisarticle,characteristicofPanzhihuamineralresources,flowofdifferentmineraloreandtargetedproductofresourceswerereviewedThedifferentprofessionalcharacteristicsoftheresourcesmineralusagewereanalyzed.andcirculatingeconomictargetofPanzhihuamineralresourcewereinvestigated.BasedonthecurrentsituationofextrctingtechniqueandPanzhihuacirculatingeconomydevelopment,thesuggestionsandstrategyofcirculatingeconomydevelopmenthavebeenputforward.Keyword:PanzhihuaoreCirculatingeconomyComprehensiveutilizationCharacteristicofthePanzhihuamineralresources攀枝花矿产资源特征及循环经济发展策略探讨杨保祥（攀枝花钢铁研究院，四川攀枝花617000）摘要文章着重描述了攀枝花矿产资源特征、资源矿物流向和资源产品定位，分析了资源矿物使用行业的不同特点，明确了针对攀枝花矿产资源利用的循环经济目标，根据资源循环利用技术水平和资源循环开发现状，提出了攀枝花循环经济发展策略。关键词：攀枝花矿循环经济矿产特征综合利用1.引言攀枝花矿产资源丰富，地质勘测表明，钒钛磁铁矿储量达100亿吨，占全国铁矿储量的20%，钒资源储量1578.8万吨，占全国钒资源储量的62%，占世界钒储量的11.6%，钛资源储量8.7亿吨，占全国钛资源储量的90.5%，占世界钛储量的35.2%。此外还伴生有90万吨钴、70万吨镍、25万吨钪、18万吨镓以及大量的铜、硫等资源。攀枝花矿产资源开发利用经历了以高炉冶炼钒钛磁铁矿、雾化提钒和钛精矿选矿为代表的三个重要转折，在攀钢逐步实现了铁、钒和钛元素的规模化利用，形成系列铁钒钛产品的生产能力。随着攀枝花矿产资源综合利用的深入、提取冶金技术进步以及开发利用技术的不断完善，综合利用攀枝花矿中钴、镍、铜、钪、镓和硫等有价元素也正在成为可能，有效利用矿产资源优势体现了循环经济发展的总体要求，对提高攀枝花资源综合利用水平和循环经济发展有积极的现实意义和深远的历史意义，是实现资源优势向经济优势转化和和谐社会构建的有效途径。2.攀枝花矿产资源特征攀枝花钒钛磁铁矿含矿岩体沿安宁河、攀枝花两条深断裂带断续分布，一般多浸入震旦系灯影组自云岩中，或震旦系与前震旦系不整合面之间。岩体由辉长岩、橄榄辉长岩和橄长岩组成，含矿岩体为海西晚期富铁矿，为高钙、贫硅、偏2碱性的基性超基性岩体，矿床为典型的晚期岩浆结晶分凝成因，分异好，呈层状构造，其中大型矿床有攀枝花、太和、白马和红格等，矿体赋存于韵律层的下部，呈层状，似层状，透镜状，多层平行产出，单层矿体长达1000米以上，厚几十厘米至几百米。四大矿区中，攀枝花矿区矿石中Fe含量为31%～35%，Ti02含量为8.98%～17.05%，V205含量为O.28%～0.34%，Co含量为0.014%～0.023%，Ni含量为0.008%～0.015%，与太和矿同属高钛高铁矿石；白马矿是高铁低钛型矿石，Ti02含量为5.98%～8.17%，平均矿石品位Fe为28.99%，V205为0.28%，Co为0.016%，Ni为0.025%；红格矿属低铁高钛型矿石，Ti02含量9.12%～14.04%，其它组元平均品位Fe为36.39%，V205为0.33%，同时矿石中含镍量比较高，平均为0.27%。攀枝花、白马、太和三矿区矿石化学组元基本相同，只是含量有所变化。随矿石中铁品位的升高，Ti02、V205、Co和NiO的含量增加，Si02、A1203、CaO的含量降低，MgO的含量对于攀枝花、太和矿区，随铁品位增高而降低，但对于白马矿区则相反。矿石中主要金属矿物有：钛磁铁矿(系磁铁矿、钛铁晶石、铝镁尖晶石和钛铁矿片晶的复合矿物相)和钛铁矿，其次为磁铁矿、褐铁矿、针铁矿、次生黄铁矿；硫化物以磁黄铁矿为主，另有钴镍黄铁矿、硫钴矿、硫镍钴矿、紫硫铁镍矿、黄铜矿、黄铁矿和墨铜矿等。脉石矿物以钛普通辉石和斜长石为主，另有钛闪石、橄榄石、绿泥石、蛇纹石、伊丁石、透闪石、榍石、绢云母、绿帘石、葡萄石、黑云母、拓榴子石、方解石和磷灰石等。化学光谱分析表明，攀枝花矿含有各类化学元素30多种，有益元素10多种，若按矿物含量进行排序，依次为Fe—Ti—S--V—Mn—Cu—Co—Ni—Cr--Sc—Ga—Nb—Ta—Pt；若以矿物经济价值排列，则排序为Ti—Sc—Fe—V—Co—Ni。3.资源矿物流向及其综合利用水平铁矿物：钛磁铁矿是攀枝花钒钛磁铁矿石中的主要铁矿物，由磁铁矿、钛铁晶石、铝镁尖晶石和钛铁矿片晶等组成，以磁铁矿为主。从原矿到冶炼含钒铁水，铁元素收率约为70%；另外，钛铁矿、次铁精矿和浮硫尾矿等也是主要的含铁矿物，次铁精矿全部进入攀钢生产现流程烧结工序，钛精矿在用作硫酸法钛白原料时，铁转化成硫酸亚铁二次铁资源，硫钴精矿的铁应用很少。钛矿物：钛矿物主要是钛铁矿和钛铁晶石，钛铁晶石的分子式为2FeO.Ti02，具有强磁性，呈微晶片晶，与磁铁矿致密共生，形成磁铁矿—钛铁晶石连晶(即钛磁铁矿)，在磁选过程中以钛磁铁矿进入精矿，大量的钛沿烧结—高炉进入高炉渣中，这部分钛几乎没有得到任何利用，现在作为资源性废物堆存于渣场。钛铁矿是从矿物中回收钛的主要矿物，主体为粒状，其次为板状或粒状集合体，晶度较粗，主要混存于磁选尾矿，经过弱磁选——强磁选——螺旋、摇床重磁选——浮硫——干燥电选，得到钛精矿、次铁精矿和浮硫尾矿，微细粒级回收后钛选矿收率15%左右。钛精矿用途包括硫酸法直接制钛白粉，或冶炼高钛渣回收铁，高钛渣作硫酸法钛白和氯化法钛白的生产原料，或用作冶炼含钛铁合金(或复合合金)的原料。钒矿物：矿石中的金属钒绝大多数与铁矿物类质同相，在选矿过程中进入铁精矿，经过烧结——高炉——铁水雾化提钒(或转炉提钒)得到钒渣，钒收得率42%强。钒渣经多膛炉焙烧——浸出——沉淀——熔片——V2O5成品，或还原生产3V2O3，V2O3和V2O5电铝热法生产高钒铁，或生产钒氮合金。钴、镍矿物：钒钛磁铁矿中，主要钴镍矿物有硫钴矿、钴镍黄铁矿、辉钴矿、紫硫铁镍矿和针镍矿等，其中攀枝花、太和矿区以钴镍黄铁矿和硫钴矿为主，白马矿区以镍黄铁矿为主，辉钴矿在三个矿区都存在。钴镍金属除以硫化物的包裹体或细脉石状存在于钛磁铁矿、钛铁矿等矿物中以外，其余部分主要以含镍、钴的独立矿物存在于硫化矿物中，这种镍、钴矿物粒度微细，不能破碎解离，只能富集到硫化物精矿中。硫化物在矿石中分布不均，颗粒大小不等，但大部分可以单独回收。在回收钛精矿过程中，以浮硫精选尾矿形式(硫钴精矿)存在，镍、钴品位达到工业利用标准，攀钢钛业公司选钛厂部分回收。在硫钴精矿中，除镍和钴而外，还存在大量的S、Cu资源，在硫钴精矿的深加工时可考虑回收。目前以硫铁矿物形式用于制硫酸，利用水平很低。镓、钪矿物：由于镓和钪属稀散金属，按攀钢现流程，经过选矿冶炼后，镓在提钒浸渣中有所富集，镓品位达到0.012～0.015%，成为提镓主要原料；钪同样在高炉渣中得到富集，达到20g／t，成为提钪的重要原料之一。另外，钛精矿在冶炼成高钛渣后，在熔盐氯化时，富集在氯化烟尘中，是另一提钪原料。到目前为止，提钪和提镓只有在实验室进行过试验研究，由于技术、市场等多方面原因，始终停留在试验水平，所以钪、镓的回收利用几乎为零。其它有益元素矿物：在钛磁铁矿中还存在有锰、铬；硫化物中还有硒、碲和铂族元素；在钛铁矿中还存在Ta、Nb等元素，这些部分均达到或接近工业利用水平，但目前因工艺生产等原因未能回收。二次资源矿物：在攀钢生产中，形成的二次资源矿物有尾矿、高炉渣、瓦斯泥、脱硫渣、钢渣、转炉含铁尘泥、轧钢铁鳞和硫酸亚铁等，其中脱硫渣、钢渣、转炉含铁尘泥和轧钢铁鳞，选铁返回烧结生产，或作含铁原料，或作提钒冷却剂，或制取铁粉作钛白还原剂，或制作硬磁材料，基本做到了合理利用，含钛高炉渣利用限于替代砂石，制作混凝土骨料和水泥掺和料，利用率和利用水平较低。4.资源产品定位及影响因素探讨钒属于高熔点稀有金属，具有银灰色光泽，主要用于钢铁生产。世界工业发达国家在低合金钢、工具钢和其它合金钢中的用量达87%，钒作为添加剂可以大大提高钢的强度和韧性。钒在有色金属中作为钛的合金元素有重要意义。Ti6A14V合金在室温下稳定性好，具有很好的疲劳强度。Ti6Al6V2Sn、Ti8AlMoV合金用在驱动装置构件、飞机、造船骨架结构及反应堆工业中。五氧化二钒作为有机和无机氧化反应的催化剂，广泛用于硫酸制造、石油炼制和有机合成工业中，钒的化合物还应用于生产颜料、干燥剂、油漆、玻璃着色剂和釉彩等。钒消费与钢铁发展密切相关，影响钒生产的因素主要是资源和市场，从多年的提钒工作经验和钒产品的市场发展趋势看，V205和高钒铁依然是钒系列的主导产品，金属钒、碳化钒和氮化钒等则是钒的方向性产品。根据攀钢的生产实际和国内外的市场特点分析，钒资源系列产品应定位为：钒钛铁精矿、含钒铁水、钒渣、五氧化二钒、三氧化二钒、高钒铁、金属钒和碳氮化钒等。实现全方位的钒产品开发将有利于攀枝花经济社会的可持续发展，为在2l世纪大展宏图打下基础。钛的矿物有70余种，目前工业可用矿物有钛铁矿、金红石(锐钛矿)和白钛石，根据矿物性质钛铁矿和金红石矿又有砂矿和岩矿之分，攀枝花钛精矿属岩矿范畴。国内钛铁矿岩矿Ti02储量14.7亿吨，钛铁矿砂矿储量4000万吨，主要集中分布在广西、广东和海南等省的广大沿海地区。金红石岩矿储量700万吨，以湖北大阜4山和山西代县碾子沟为主要分布区域；砂矿储量80万吨，以河南方城和湖南华容为代表。国外的钛矿以加拿大、俄罗斯、澳大利亚、美国和印度等为主要储量分布国和生产国，也是钛生产的主要竞争对手。钛矿最主要的用途是制造颜料钛白，其次是生产海绵钛。据粗略估计，全世界每年生产的钛矿原料90%左右用于生产制造钛白，5%左右用来生产海绵钛，其余生产焊条涂料以及金属制件硬质涂层的碳化钛和氮化钛。钛的有机化物可作各种聚合作用的催化剂，在印染工业中还可作防水胶使用。钛白不仅是性能优良的白色颜料，而且是重要的化工原料，广泛应用于涂料、油墨、塑料、橡胶、造纸和化纤工业中。海绵钛是生产钛制品的中间产品。钛的比重小、强度大，具有良好的耐热性和耐低温性，钛及其合金是制造超音速飞机、火箭和航天飞机不可缺少的原料。80年代以后，钛在化学工业、冶金工业、海洋事业和电力工业等方面发展很快，新发展的领域还有医疗补形、储氢合金、超导材料、深海潜艇、汽车制造、建材及体育用品等。钛矿物中钛主要以氧化钛的形式存在，通常在矿石采选时选出钛精矿，钛精矿可以直接用作硫酸法钛白的原料，工序包括酸解——除铁净化——水解漂洗——煅烧——钛白成品；也可冶炼高钛渣，除铁富集后，用作硫酸法钛白原料；亦可将高钛渣经过氯化得到粗四氯化钛，除钒、硅后得到精四氯化钛，四氯化钛或采用科罗尔法钠、镁还原生产海绵钛，或者进行氯化氧化，生产氯化钛白。近年来，国内外市场对高档钛白和海绵钛产品需求强烈，为此攀钢钛产品应该着眼高质量精品满足市场需求，理顺钛白生产环节，提高钛白档次，同时重视其