錢文連
(廈門鎢業(yè)股份有限公司,福建 廈門 361026)
根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局?jǐn)?shù)據(jù),2008年世界鎢儲量630萬t(鎢金屬),其中,中國420萬t,占66.67%。截至2008年底,中國鎢基礎(chǔ)儲量235.12萬t,折合鎢金屬186.47萬t,占世界鎢儲量的47.03%[1]。雖然中國儲量仍居世界首位,但是經(jīng)過近百年的開發(fā),中國鎢資源地質(zhì)品位大部分低于0.5%,礦床中伴生、共生資源多,單一鎢礦資源少。由于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件限制,目前可利用的黑鎢礦資源僅占總儲量的30%,而不易開發(fā)利用的白鎢礦卻占70%,如不加以重視,中國鎢礦資源很快處于劣勢地位。
長期以來,中國鎢的儲量、生產(chǎn)量、貿(mào)易量居世界第一。近年來,由于中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,中國自身的消費(fèi)量也占世界第一,見表1[2]。遺憾的是,我們長期比較注重一次資源的開采,由于技術(shù)、政策等原因,而不夠重視鎢的回收和綜合利用,造成了資源的浪費(fèi)和環(huán)境的破壞。
表1 2005-2009年中國及世界鎢消費(fèi)情況
廢鎢回收方法常用的有:(1)機(jī)械破碎法:它主要適用于低鈷合金回收,要求合金牌號明確、干凈無污染,適合于小規(guī)模生產(chǎn),效率較低,回收的碳化鎢粉末重新用于生產(chǎn)一些低檔合金產(chǎn)品,是中國大多數(shù)私營企業(yè)回收的主要方法。(2)高溫處理法:它處理合金的溫度要求高,一般要達(dá)到1 800℃,普通設(shè)備難以滿足要求,生產(chǎn)成本高。(3)鋅熔法:它主要適用于低鈷合金回收,鋅蒸氣回收設(shè)備要求高、電耗高。(4)選擇性電溶法:它主要適用于高鈷合金回收,一般要求合金中含鈷8%以上。
1999年開始,廈門鎢業(yè)經(jīng)幾年的不斷試驗、探索,集中力量研究開發(fā)了“氧化熔煉法”廢鎢綜合回收技術(shù),該方法具有以下優(yōu)點(diǎn):能處理各種含鎢廢料;處理溫度低,約750℃;熔煉設(shè)備壽命長,一般能達(dá)到兩年;符合環(huán)保要求。2005年建成了年處理廢鎢量達(dá)4 000t的生產(chǎn)車間,生產(chǎn)流程見圖1。
圖1 廢鎢回收生產(chǎn)工藝原則流程圖
廢鎢按比例與氧化劑混合,在750℃以上的溫度下在熔煉爐內(nèi)進(jìn)混合熔煉,熔煉過程中產(chǎn)生的有害氣體轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂脱鯕?,達(dá)到環(huán)保要求。熔煉后的物料:其中鎢生成鎢酸鈉溶解于水,氫氧化鈷、氫氧化鎳以渣的形式沉淀下來;經(jīng)壓濾機(jī)壓濾,鎢酸鈉溶液與氫氧化鈷、氫氧化鎳完成分離,鎢酸鈉經(jīng)除鉻、釩等雜質(zhì)后,作為原料和現(xiàn)有的鎢生產(chǎn)線對接,生產(chǎn)出高純的氧化鎢,質(zhì)量達(dá)到或優(yōu)于國標(biāo)水平(GB/T10116),用于生產(chǎn)硬質(zhì)合金和鎢絲。氫氧化鈷、氫氧化鎳采用硫酸浸出,經(jīng)除鐵、除鈣后進(jìn)行萃取分離、提純,分別得到鈷制品和鎳制品。公司還可以為客戶處理鎢廢料,生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的仲鎢酸銨或氧化鎢返銷給客戶。
2003年,廈門鎢業(yè)和欒川鉬業(yè)合資設(shè)立豫鷺礦業(yè)有限責(zé)任公司,在中國河南建設(shè)日處理15 000t、入選品位僅為0.060%~0.115%的低品位白鎢礦回收生產(chǎn)線,對尾礦庫中長期存儲的白鎢資源進(jìn)行綜合回收。
位于河南的欒川鉬礦是特大型鎢鉬礦山,2003年底鉬金屬保有儲量60.2萬t,WO3保有儲量44.7萬t,該礦是鎢鉬共生礦。自1969年以來,在開采鉬的過程中,由于鎢的品位極低,難以回收,鎢與選鉬尾礦一起堆放在尾礦庫中。長期以來,由于對低品位白鎢礦回收工藝技術(shù)尚未有實(shí)質(zhì)性的突破,始終困擾著對低品位白鎢資源的開發(fā)和利用,致使大量的低品位白鎢資源浪費(fèi)在尾礦中。
通過多年對低品位白鎢回收的試驗研究和生產(chǎn)實(shí)踐,不斷地進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新,形成了自己的技術(shù)特點(diǎn)。在對傳統(tǒng)“優(yōu)先選硫”工藝、調(diào)藥制度、浮選時間、加溫脫藥技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化的基礎(chǔ)上,開發(fā)了專門適用于低品位白鎢浮選的“射流浮選機(jī)”,屬國內(nèi)外首創(chuàng),該設(shè)備具有占地面積小、處理能力大、高效節(jié)能和易實(shí)現(xiàn)自動化控制等優(yōu)點(diǎn),生產(chǎn)流程見圖2。
圖2 低品位白鎢礦回收流程圖
廈門鎢業(yè)針對中國鎢資源中的低品位白鎢礦、高雜鎢礦、黑白鎢混合礦的特點(diǎn),認(rèn)真進(jìn)行技術(shù)研究,成功地開發(fā)了一整套冶煉技術(shù)及設(shè)備,利用廈門鎢業(yè)獨(dú)特的離子交換除雜技術(shù),除了能夠有效地去除磷、砷、硅等雜質(zhì)外,還開發(fā)了“堿性體系離子交換法鎢釩分離”、“溶劑萃取法分離提純鎢鈷”、“沉淀法除鎢酸鈉溶液中的鉻”等關(guān)鍵技術(shù),做到了無論是以低品位白鎢礦、高雜鎢礦、還是以黑白鎢混合礦為原料生產(chǎn)的鎢酸銨溶液,其中的三氧化鎢濃度和雜質(zhì)含量達(dá)到了用鎢精礦生產(chǎn)的鎢酸銨溶液的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),通過蒸發(fā)結(jié)晶生產(chǎn)出來的仲鎢酸銨質(zhì)量穩(wěn)定,達(dá)到一流的水平,仲鎢酸銨產(chǎn)品供國內(nèi)外著名的鎢生產(chǎn)廠商進(jìn)行深加工,生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的鎢絲和硬質(zhì)合金。生產(chǎn)流程見圖3。
圖3 低品位白鎢礦、高雜鎢礦、黑白鎢混合礦冶煉流程
廈門鎢業(yè)在鎢資源綜合回收利用方面取得成功,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,為節(jié)約我國鎢一次資源,延長礦山開采年限,確保我國鎢資源大國優(yōu)勢地位提供了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗。2009年,我國消耗鎢金屬量達(dá)2.75萬t,如能做到發(fā)達(dá)國家的回收利用水平,即回收利用消費(fèi)量的30%,每年相當(dāng)于節(jié)約8個大型鎢礦山的產(chǎn)量。在鎢行業(yè),能否環(huán)保的回收利用鎢資源,也是衡量一個鎢企業(yè)的技術(shù)、規(guī)模和綜合競爭力的重要標(biāo)志,發(fā)達(dá)國家知名的企業(yè)都有自己的鎢回收體系。鎢回收綜合利用需要較強(qiáng)的技術(shù)支持和較大的環(huán)保投入,國家應(yīng)在政策上給予支持。
[1]李俊萌.中國鎢礦資源淺析[J].中國鎢業(yè),2009,24(6):9-13.
[2]Michael M.全球鎢市場供需情況及發(fā)展趨勢[J].中國鎢業(yè),2010,25(2):1-6.