铷矿综合利用技术取得重大突破

◇ 来源:金属矿研究室◇ 作者:曹耀华◇ 发布时间:2015-09-09
1、项目概况
        国宝山铷矿,位于甘肃省瓜州县柳园一带,矿区面积13平方千米,估算Rb2O(大于0.1%)资源量20.50万吨,达到超大型规模。但该矿因品位低且铷的赋存状态复杂,利用难度极大。2013—2015年,地质矿产调查评价专项中安排了“北山地区大型铷多金属矿综合利用技术研究”课题,重点任务为查明该矿中铷的赋存状态并开发出利用技术,由中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所承担。
郑州所承担该课题后,迅速作出部署,组织优势专业技术力量,对影响该矿综合利用的关键技术进行攻关,先后开展了岩矿鉴定、选冶试验等研究工作,破解了制约该矿利用的技术难题。
2、成果简介
       (1)为确定合适的选冶技术路线,项目组成员首先对该矿进行了详细的岩矿鉴定分析,查明了矿石类型、结构构造、物质组成及有用矿物赋存状态。本次研究的铷矿样品Rb2O平均含量0.13%,为钠长石化花岗岩型矿石,发育块状、浸染状构造。主要矿物有钠长石、钾长石(天河石)、石英,次要矿物为铁锂云母。铷主要赋存在铁锂云母和钾长石(天河石)中。矿石中钠长石含量很高,与钾长石(天河石)性质极为相似,造成该矿选矿难度极大。
        (2)在查明铷矿物赋存状态的基础上,进行了铷的选矿试验。选矿试验主要开展了多工艺流程选别试验和新型钾长石(天河石)浮选药剂的研发工作。通过重选、磁选、浮选及其联合流程对比试验,最终确定原矿—磨矿—强磁选—粗选—精选,磁选精矿与浮选精矿合并为铷精矿的工艺方案,成功研发出了新型浮选药剂SCA,较大幅度地提高了浮选指标。获得了铷精矿产率31.33%,Rb2O品位0.32%,回收率75.97%的先进技术指标,为进一步深加工奠定了基础。
        (3)铷在矿石中呈分散状态分布,选矿富集后,精矿Rb2O含量尽管大幅提高,但Rb2O含量0.32%对后续的冶金提取依然困难很大。项目组通过多种浸出手段的探索试验,最终确定了以氯化技术为核心的技术方法。根据铷在矿物中的赋存状态和不同铷化合物的化学性质差异,选择了添加复合助剂焙烧预处理工艺,使矿石中含铷、钾等有用元素的矿物最大程度地解离;浸出后,以先进的萃取工艺取代传统的沉淀法,使铷溶液高度纯化,从而制备出符合国家标准的铷产品。最终确定选用含铷原料—焙烧—碱浸—萃取及反萃取—结晶—氯化铷工艺流程,在优化技术条件下,获得了铷浸出率95.25%,多级逆流萃取及反萃取率96.77%,铷回收率92.18%,氯化铷产品纯度99.5%的先进技术指标,同时综合回收了工艺流程中的钾,得到氯化钾纯度95.10%的副产品。
3、成果意义
         铷具有独特的光电性能和优异的化学活性,在军工、电子仪器仪表、电光源、荧光物质、催化剂、医学等方面有着不可替代的作用。在自然界中,铷很少形成独立的矿物或矿体,通常分散赋存在其它矿物中,增加了其开发利用的难度。郑州所开展的国宝山超大型铷矿的综合利用技术评价工作,在选矿富集和冶金提取方面均取得重大进展,填补了该矿选冶技术空白,为该地区铷矿资源的开发利用提供了良好的技术基础,可望盘活铷资源量15万吨以上。依据该研究成果,课题组已在国内核心期刊发表学术论文4篇,提高了地质调查成果的社会影响力和知名度。