讓礦產“一”變“多”、“ 貧”變“富”的“魔術師”

孟寒

“聚焦國家重大戰略需求，轉變科研工作定位，緊緊圍繞國家緊缺礦種和戰略性資源以及生態文明建設，開展礦產資源綜合利用節約集約重大關鍵技術持續攻關和科技創新，提升礦山環境調查和礦山地質環境評價的能力和水平。”中國地質科學院成都礦產綜合利用研究所（下稱“成都綜合所”）所長劉亞川，在參加今年1月份在北京召開的全國地質調查工作會議時接受記者專訪時說。

作為所長的劉亞川博士，是礦物工程研究員，原地礦部百名跨世紀科技人才首批入選者，第六批四川省學術和技術帶頭人，第一批國土資源科技創新團隊培育計劃負責人，在我國礦產資源綜合利用領域享有較高的知名度。他先后主持或參與完成科研項目21項，獲國土資源部科技成果二等獎1項，地礦部科技成果三等獎2項。

在劉亞川的帶領下，成都綜合所開拓創新，積極作為，重點配合國家地質找礦，開展礦產資源可利用性評價，研究礦產綜合利用新技術、新方法、新工藝，取得了令人矚目的成就。尤其“十一五”以來，成都綜合所已承擔各類科研項目228項，申報和獲得國家專利18項，取得了一大批創新成果。其中，“鄂西寧鄉式鐵礦利用工藝技術研究”“中低品位鋁土礦選礦技術”成果分別入選中國地質調查局2010年度、2012年度“地質調查十大進展”。

以其下屬的礦業工程研究中心為例，該中心在金屬復雜共生礦分離、貧礦的加工利用技術方面的成就，在一定程度上實現了礦產資源的“一”變“多”、“貧”變“富”，可謂礦業“魔術師”。

“一”變“多”

我國獨特的地質環境導致形成了大量的多金屬復雜共生礦。如，我國60%以上的鉛鋅礦是鉛鋅銀或銀鉛鋅礦；單一鉬礦僅占14%，以鉬為主的多金屬共生礦占64%，與銅、鎢、錫等共伴生的鉬占22%；鉑族元素和鈷主要來自伴生礦。如何對這些共生礦進行合理利用一直是困擾礦業從業者的難題。

成都綜合所將解決多金屬復雜共生礦的分離問題作為重點研究課題，形成了一些技術優勢。如“鉛鋅鉬銀鎢錫及多金屬復雜共生礦分離技術”已為幾座礦山成功解決了難題。其中，在金屬化球團還原焙燒過程中揮發分離回收錫技術，采用此項技術解決了鐵錫礦的鐵、錫分離問題，并應用于內蒙古黃崗鐵錫礦。該礦是一個大型矽卡巖型鐵錫礦床，礦石中除鐵外，伴生的錫、砷、鋅和鎢已達到或接近工業品位，應考慮綜合回收利用。此外，氯鹽浸出、濕法分離銅鉛鋅技術解決了四川白玉呷村銅鉛鋅多金屬礦的利用問題。采用硫酸化焙燒—稀酸浸出—濕法分離銀鉛鋅技術解決了四川夏塞銀多金屬共生礦的利用問題，可分別獲得銀、鉛、鋅等不同產品。“鉛鋅鉬銀鎢錫及多金屬復雜共生礦分離技術”的成功研發與應用，為我國同類項目的開發提供了寶貴的借鑒，此項成果獲“地礦部科技成果二等獎”。

滇東南錫礦帶是成都綜合所近幾年選取攻克的研究對象。這里探明的錫多金屬資源礦石成分和結構構造復雜，各礦物間互相緊密鑲嵌，精礦互含較高。礦石中各金屬礦物主要以硫化物形式存在，伴有部分氧化、次生礦物，硫含量較高。受多金屬分離技術的限制，很難在分選出單一金屬的合格精礦的同時，又保證較高的回收率。

成都綜合所知難而上，勇于創新，他們分別對研究區內三種類型礦石原生黃銅礦錫石型礦石（含錫銅礦石）、原生黃銅礦閃鋅礦錫石型礦石（錫銅鋅礦石）、次生銅鉛鋅錫石型礦石（表層半氧化錫銅鉛鋅礦石）進行了仔細的工藝礦物學研究。通過大量的選礦試驗研究，摸索出具有流程結構簡單、生產易于實施、操作易于控制等特點的“優先—浮選—重選”工藝技術方案，充分回收了銅、鉛、鋅、錫、硫五種主金屬礦物，所獲各種產品的技術指標優異，伴生銀得到了有效富集，礦石中其他伴生組分也得到了綜合回收。該成果處于同類礦石綜合利用的領先水平，經中國地質調查局組織審查后，項目成果被評定為“優秀”。

該研究成果為此類錫多金屬礦產資源綜合利用提供了技術可行、經濟合理的選礦工藝技術，可大幅提高國內大量復雜、難選錫多金屬礦產資源的綜合利用程度。根據擴大試驗所取得的選礦技術指標計算，經濟效益顯著，可作為復雜共伴生礦資源高效利用技術在同類礦產資源的開發利用中推廣應用。

“窮”變“富”

錳是一種重要的金屬。錳及其化合物被廣泛應用于現代工業的各個領域。其中，鋼鐵工業用錳量占90%～95%，主要作為煉鐵和煉鋼過程中的脫氧劑和脫硫劑，以及用來制造合金。在錳合金產品中，錳是個神奇的存在：如果在鋼中加入2.5%～3.5%的錳，所制得的低錳鋼簡直脆得像普通玻璃一樣，一敲就碎。然而，如果加入13%以上的錳，制成高錳鋼，那么產品就變得既堅硬又富有韌性。其余5%～10%的錳用于其他工業領域，如化學工業（制造各種含錳鹽類）等。此外，錳還是正常機體必需的微量元素之一，它構成體內若干種有重要生理作用的酶。總之，錳在國民經濟中及人民的生活中具有十分重要的地位。

就是這個珍貴而神奇的錳在我國卻是短缺資源，保有儲量約6億噸左右。錳礦以中小型礦居多，分布在21個省市自治區，其中主要集中在廣西和湖南兩地。在礦石質量上，貧礦（氧化錳礦含錳大于30%、碳酸錳礦含錳大于25%）多，碳酸錳礦多，雜質含量高，礦物嵌布粒度微細，采用常規選冶工藝無法加工利用。通過多年研究，成都綜合所提出的一些新的工藝技術在貧錳礦的提煉利用方面十分有效。如，應用“集合體選礦新技術”可以在粗粒狀態下利用強磁拋尾，并分選成不同品級的碳酸錳礦物集合體，再輔以浮選精選，不僅可獲得較高的回收率，且形成適應不同用途的產品結構。“高純電解錳”生產新技術解決了常規方法不能生產高純電解錳的問題，可生產出純度達99.9%以上的電解金屬錳。電子工業、冶金工業和航空航天工業都需要電解金屬錳。電解金屬錳由于它的高純度、低雜質特點，現已成功而廣泛地應用于鋼鐵冶煉、有色冶金、電子技術、化學工業、環境保護、食品衛生、電焊條業、航天工業等各個領域。因此，成都綜合所的這一技術必定為我國的建設事業做出重要貢獻。

成都綜合所在金礦選冶技術方面的研究也取得了卓越的成就。我國金礦資源主要以巖金、砂金、伴生金為主。巖金礦、砂金礦普遍品位低，伴生金占有重要位置。在金礦開發利用上，低品位金礦、與硫化物共生的伴生金、原生金和浸染金的選冶回收比較困難，特別含砷、含碳金礦是典型的難選冶金礦。成都綜合所先后對黔西南、青海、新疆、甘肅、四川等地的數十個不同類型的金礦進行了充分研究，所開發的“低品位氧化金礦的堆浸技術”“固硫固砷工藝技術”“微波預處理技術”已在全國廣泛推廣應用。其中，“低品位氧化金礦的堆浸技術”曾在新疆薩爾布拉克成功地進行了我國首次10萬噸堆浸提金工業試驗，多次獲國家科技進步二等獎、省部級二等獎。

社會在發展，中國在騰飛。礦業“魔術師”成都綜合所一直在路上，在不停的探索中。目前，其正在進行中的項目中，“硫態化磁化還原焙燒裝置”“浸礦細菌放大培養反應器技術”兩項已獲得國家專利。