低品位菱鎂礦資源開發利用研究

高玉娟，閆平科

（遼寧工程技術大學資源與環境工程學院，遼寧 阜新 123000）

低品位菱鎂礦資源開發利用研究

高玉娟，閆平科

（遼寧工程技術大學資源與環境工程學院，遼寧 阜新 123000）

本文總結分析了國內外菱鎂礦的選礦及利用現狀，分析了菱鎂礦開發利用過程中存在的問題。提出開發高附加值的晶須產品及精細化工鎂鹽產品是低品位菱鎂礦開發利用的主要方向。

低品位菱鎂礦；開發；利用

1 引言

菱鎂礦主要成分是碳酸鎂，屬三方晶系，集合體常為粒狀或致密塊狀，呈白色、灰白色，含鐵者呈黃至褐色，含鈷者呈淡紅色，玻璃光澤，硬度3.5～4.5，密度2.9～3.1g/cm3。菱鎂礦加熱到640℃以上時，分解為氧化鎂和二氧化碳，其體積顯著收縮。

菱鎂礦是我國優勢礦產資源之一，已探明儲量30億t，約占世界探明儲量的1/4，居世界之首，主要集中于遼寧南部，儲量達25.8億t，占我國總探明儲量的86%。菱鎂礦資源無論在數量上還是質量上都具有得天獨厚的優勢，為我國鎂鹽工業的發展奠定了堅實的物質基礎。然而由于菱鎂礦資源的持續開發和高附加值鎂鹽產品對原材料要求的不斷提高，能直接滿足生產要求的菱鎂礦(氧化鎂含量43%～47.8%)資源越來越少。同時由于菱鎂礦資源的粗放經營，導致優質資源相對短缺，而占我國菱鎂礦儲量1/3的低品位菱鎂礦(氧化鎂含量35%～42%)資源卻被閑置或廢棄堆放，造成資源極大浪費，也導致生態破壞和環境污染。因此對低品位菱鎂礦開發利用迫在眉睫。

2 選礦現狀

國外對菱鎂礦的選礦提純進行了較深入的研究。20世紀70年代日本用靜電選礦方法進行了菱鎂礦選礦試驗，利用礦物整流性的臨界電位的不同，使不同礦物分離；希臘用選擇性增強礦物磁性的方法進行菱鎂礦磁選；前蘇聯采用化學選礦法提高天然菱鎂礦的純度，如鹽酸法、銨法和碳酸氫鹽法[1]。

化學選礦中的鹽酸法雖然反應時間短，提純效率較高，然而生產工藝復雜，同時也會引發環境問題；銨法提純不僅需要高濃度的反應原料，同時需要在高溫下進行反應，能耗高，生產成本高，不利于工業化生產。

我國對菱鎂礦選礦提純的研究，起步雖然較早，但由于產品市場價格及選礦藥劑成本問題，以及選礦后深加工手段單一落后，使得選礦提純效果并不理想。目前我國對低品位菱鎂礦的提純主要采用浮選、熱選。浮選提純菱鎂礦存在著工藝流程復雜，投資大等缺點，而且對白云石、方解石中以類質同相存在的氧化鐵和氧化鈣等雜質分離困難；熱選存在能耗高，礦物分離提純不徹底等缺點。

經選礦后所得菱鎂礦精礦煅燒后鎂砂中MgO含量最高可達97.84%，但其主要是以菱鎂礦(氧化鎂含量大于40%)為原料提取有價鎂元素，而對其他元素則利用的較少。同時，現有技術中用菱鎂礦生產高品質鎂鹽的工藝也都限于單一產品，不能充分利用生產過程中的副產品。尾礦大量堆放造成環境污染。

3 開發利用現狀及存在的問題

3.1 開發利用現狀

菱鎂礦主要用作耐火材料,其次用于化工原料、建筑材料、提煉金屬鎂等。目前，菱鎂礦的利用正向著高檔化、合成化的方向發展，特別是對高純度、高體積密度和大晶體的燒結鎂礦需求量在不斷增加。不斷提高鎂質材料深加工水平、提高產品檔次、增加產品附加值是市場競爭的發展趨勢[2]。

我國在開發利用菱鎂礦過程中，首先篩選除去特級或一級富礦(MgO含量大于46%)用于制備耐火材料及生產高純鎂砂，將二、三級菱鎂礦(MgO含量43%～46%)用于制備普通燒結鎂砂、鎂質耐火泥、煉鋼轉爐濺渣護爐用輕燒氧化鎂球及化工產品(輕質碳酸鎂、工業氧化鎂、活性氧化鎂、氫氧化鎂等)，低品位菱鎂礦被廢棄，不僅造成資源的浪費，而且造成環境污染。廢棄的低品位菱鎂礦仍含有26%～42%的氧化鎂，可被純化并加以利用，對節約資源、保護資源具有重大意義。

3.2 存在的問題

我國菱鎂礦資源無論在數量還是質量上都具有得天獨厚的優勢。我國菱鎂礦資源開發利用過程中存在的主要問題為：

(1) 菱鎂礦資源使用過于粗放，低品位菱鎂礦沒有合理利用，造成資源的利用效率嚴重偏低。

(2) 由于大多數鎂及鎂鹽行業規模小，技術及裝備水平低下，多以技術含量低的低附加值產品為主，資源優勢沒有得到充分發揮，仍然沒有擺脫以資源和環境換取生存的開發模式。

(3) 精細鎂鹽產品無論在數量還是質量上均不能滿足國內外市場需求，仍需進口，嚴重影響了鎂鹽企業的經濟效益。

4 開發利用方向

我國菱鎂礦資源優勢使我國成為世界上最大的鎂質材料生產國和出口國，然而鎂鹽企業多以低附加值產品為主，精細鎂鹽化工產品仍需進口。菱鎂礦富礦資源在急劇減少，而低品位菱鎂礦卻被廢棄，因此對低品位菱鎂礦開發利用迫在眉睫。菱鎂礦的利用現狀及國際市場對精細鎂鹽產品的需求，決定了我國鎂鹽產品開發必須高值化和系列化，而高值化又依托于功能化、微細化和高純化。

(1) 開發鎂鹽晶須產品。

晶須是人工合成的纖維狀單晶體[3]，尺寸細小、結晶完美，具有隔熱、耐磨耗、耐高溫、高強度、高模量及高絕緣性，作為增強組元在金屬、陶瓷、樹脂等材料中使用，具有增強增韌特性[4]。利用晶須材料能夠制備各種耐熱、耐磨、耐腐蝕、高強度的新型尖端材料。因此，晶須被廣泛應用于機械、電子、汽車、冶金、塑料、陶瓷等工業領域，特別是應用于航空、航天、先進武器裝備系統等。因此利用低品位菱鎂礦制備各種鎂鹽晶須產品，如：氧化鎂晶須、碳酸鎂晶須[5]、氫氧化鎂晶須等，不僅可以降低生產成本，提高鎂鹽產品附加值，大幅降低鎂資源的過度開采，而且可以從源頭上解決煅燒菱鎂礦所造成的環境污染。

(2) 開發鎂鹽精細化工產品。

低品位菱鎂礦通過選礦提純，可以用于制備高純氧化鎂、氫氧化鎂、堿式碳酸鎂、硫酸鎂、硝酸鎂及其他鎂鹽產品，改變鎂鹽企業以低附加值的鎂鹽產品為主的生產局面，提升企業競爭力。

(3) 其他產品。

為了拓寬低品位菱鎂礦的利用空間，可利用其生產建材制品、鎂水泥、硫酸鎂肥料和土壤改良劑等低檔次的產品[6]。

綜上所述，通過對低品位菱鎂礦的有效利用,實現菱鎂礦資源的優質優用、物盡其用，提高菱鎂礦資源利用率，延長礦山企業服務年限。

5 結語

我國菱鎂礦資源開發利用近年來一直處于“一等原料、二等加工、三等產品”的狀況，既是對資源的浪費，也是造成企業經濟效益低下的原因，因此有必要加大科技力量的投入，發展技術含量高的產品。開發利用低品位菱鎂礦，并對其有用礦物綜合利用，通過對低品位菱鎂礦的選礦提純，不僅可以充分利用其中的有價元素，實現菱鎂礦尾礦的零排放，減少生態破壞及環境污染；而且可以充分利用豐富的菱鎂礦資源，得到高質量的菱鎂礦精礦粉，為進一步研發具有高附加值的鎂鹽化工產品創造有利條件，改變我國精細鎂鹽產品需要進口的現狀，提高我國精細鎂鹽產品在國際市場上的競爭力。

[1]李志鋒.遼寧低品位菱鎂礦的綜合開發利用研究[J].國土資源,2008,(S1):78-79.

[1]邸素梅.我國菱鎂礦資源及市場[J].非金屬礦,2004,24(1):5-6.

[3]李武.無機晶須[M].北京:化學工業出版社,2005.

[4]FREITAG F, KLEINEBUDDE P.How roll compaction and dry granulation affect the tableting behaviour of inorganic materials:comparison of four magnesium carbonates[J].Eur.J.Pharm.Sci.,2003,19:281-289.

[5]閆平科,馬正先,高玉娟.碳酸鎂晶須的研究進展概述[J].中國非金屬礦工業導刊,2009,(3):23-25.

[6]張興業.提高我國菱鎂礦資源利用率的途徑[J].礦產保護與利用,2008,(4):23-25.

Study on the Utilization of Low-grade Magnetite Resources

GAO Yu-juan, YAN Ping-ke
(College of Resource and Environment Engineering, Liaoning Technical University, Fuxin 123000, China)

This paper summarized the beneficiation and utilization of magnetite. The questions were analyzed in the utilization of low-grade magnetite. Based on this analysis it would be the main direction of developing and utilizing low-grade magnetite that developing high value-added products and fine chemicals whisker magnesium products.

low-grade magnetite; exploitation; utilization

TD985;P619.237

A

1007-9386(2011)03-0017-02

2011-05-26