厦门钨业钨资源综合回收利用
2011-12-31钱文连
钱文连
(厦门钨业股份有限公司,福建 厦门 361026)
1 中国钨资源现状
根据美国地质调查局数据,2008年世界钨储量630万t(钨金属),其中,中国420万t,占66.67%。截至2008年底,中国钨基础储量235.12万t,折合钨金属186.47万t,占世界钨储量的47.03%[1]。虽然中国储量仍居世界首位,但是经过近百年的开发,中国钨资源地质品位大部分低于0.5%,矿床中伴生、共生资源多,单一钨矿资源少。由于技术、经济条件限制,目前可利用的黑钨矿资源仅占总储量的30%,而不易开发利用的白钨矿却占70%,如不加以重视,中国钨矿资源很快处于劣势地位。
2 中国钨消费情况
长期以来,中国钨的储量、生产量、贸易量居世界第一。近年来,由于中国经济的快速发展,中国自身的消费量也占世界第一,见表1[2]。遗憾的是,我们长期比较注重一次资源的开采,由于技术、政策等原因,而不够重视钨的回收和综合利用,造成了资源的浪费和环境的破坏。
表1 2005-2009年中国及世界钨消费情况
3 厦门钨业钨资源综合回收利用介绍
3.1 废钨回收
废钨回收方法常用的有:(1)机械破碎法:它主要适用于低钴合金回收,要求合金牌号明确、干净无污染,适合于小规模生产,效率较低,回收的碳化钨粉末重新用于生产一些低档合金产品,是中国大多数私营企业回收的主要方法。(2)高温处理法:它处理合金的温度要求高,一般要达到1 800℃,普通设备难以满足要求,生产成本高。(3)锌熔法:它主要适用于低钴合金回收,锌蒸气回收设备要求高、电耗高。(4)选择性电溶法:它主要适用于高钴合金回收,一般要求合金中含钴8%以上。
1999年开始,厦门钨业经几年的不断试验、探索,集中力量研究开发了“氧化熔炼法”废钨综合回收技术,该方法具有以下优点:能处理各种含钨废料;处理温度低,约750℃;熔炼设备寿命长,一般能达到两年;符合环保要求。2005年建成了年处理废钨量达4 000t的生产车间,生产流程见图1。
图1 废钨回收生产工艺原则流程图
废钨按比例与氧化剂混合,在750℃以上的温度下在熔炼炉内进混合熔炼,熔炼过程中产生的有害气体转化为氮气和氧气,达到环保要求。熔炼后的物料:其中钨生成钨酸钠溶解于水,氢氧化钴、氢氧化镍以渣的形式沉淀下来;经压滤机压滤,钨酸钠溶液与氢氧化钴、氢氧化镍完成分离,钨酸钠经除铬、钒等杂质后,作为原料和现有的钨生产线对接,生产出高纯的氧化钨,质量达到或优于国标水平(GB/T10116),用于生产硬质合金和钨丝。氢氧化钴、氢氧化镍采用硫酸浸出,经除铁、除钙后进行萃取分离、提纯,分别得到钴制品和镍制品。公司还可以为客户处理钨废料,生产出优质的仲钨酸铵或氧化钨返销给客户。
3.2 低品位白钨矿回收
2003年,厦门钨业和栾川钼业合资设立豫鹭矿业有限责任公司,在中国河南建设日处理15 000t、入选品位仅为0.060%~0.115%的低品位白钨矿回收生产线,对尾矿库中长期存储的白钨资源进行综合回收。
位于河南的栾川钼矿是特大型钨钼矿山,2003年底钼金属保有储量60.2万t,WO3保有储量44.7万t,该矿是钨钼共生矿。自1969年以来,在开采钼的过程中,由于钨的品位极低,难以回收,钨与选钼尾矿一起堆放在尾矿库中。长期以来,由于对低品位白钨矿回收工艺技术尚未有实质性的突破,始终困扰着对低品位白钨资源的开发和利用,致使大量的低品位白钨资源浪费在尾矿中。
通过多年对低品位白钨回收的试验研究和生产实践,不断地进行技术创新,形成了自己的技术特点。在对传统“优先选硫”工艺、调药制度、浮选时间、加温脱药技术进行优化的基础上,开发了专门适用于低品位白钨浮选的“射流浮选机”,属国内外首创,该设备具有占地面积小、处理能力大、高效节能和易实现自动化控制等优点,生产流程见图2。
图2 低品位白钨矿回收流程图
4 厦门钨业低品位白钨矿、高杂钨矿、黑白钨混合矿冶炼技术
厦门钨业针对中国钨资源中的低品位白钨矿、高杂钨矿、黑白钨混合矿的特点,认真进行技术研究,成功地开发了一整套冶炼技术及设备,利用厦门钨业独特的离子交换除杂技术,除了能够有效地去除磷、砷、硅等杂质外,还开发了“碱性体系离子交换法钨钒分离”、“溶剂萃取法分离提纯钨钴”、“沉淀法除钨酸钠溶液中的铬”等关键技术,做到了无论是以低品位白钨矿、高杂钨矿、还是以黑白钨混合矿为原料生产的钨酸铵溶液,其中的三氧化钨浓度和杂质含量达到了用钨精矿生产的钨酸铵溶液的质量标准,通过蒸发结晶生产出来的仲钨酸铵质量稳定,达到一流的水平,仲钨酸铵产品供国内外著名的钨生产厂商进行深加工,生产出优质的钨丝和硬质合金。生产流程见图3。
图3 低品位白钨矿、高杂钨矿、黑白钨混合矿冶炼流程
5 结语
厦门钨业在钨资源综合回收利用方面取得成功,实现可持续发展,为节约我国钨一次资源,延长矿山开采年限,确保我国钨资源大国优势地位提供了宝贵的实践经验。2009年,我国消耗钨金属量达2.75万t,如能做到发达国家的回收利用水平,即回收利用消费量的30%,每年相当于节约8个大型钨矿山的产量。在钨行业,能否环保的回收利用钨资源,也是衡量一个钨企业的技术、规模和综合竞争力的重要标志,发达国家知名的企业都有自己的钨回收体系。钨回收综合利用需要较强的技术支持和较大的环保投入,国家应在政策上给予支持。
[1]李俊萌.中国钨矿资源浅析[J].中国钨业,2009,24(6):9-13.
[2]Michael M.全球钨市场供需情况及发展趋势[J].中国钨业,2010,25(2):1-6.