中圖分類號:TD 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0745(2008)10-00
摘要:我國鉑礦,主要是作為伴生組份在超基性巖型銅鎳硫化礦床的開采過程中順便回收,其次,在砂鉑礦開采和煉銅、煉鉛等有色金屬的付產品以及金屬廢料中,也回收部分鉑族金屬。從原生礦石中提取鉑族金屬時,一般是要經過選礦富集后,再送往冶煉廠。
關鍵詞:砂鉑礦;鉑族元素;鉑族金屬
一、鉑礦工業利用情況
砂鉑礦經過重力選礦,能得到含鉑或鉑族金屬等含量為70%~90%的精礦,可直接冶煉。用混汞法處理砂金礦時,由于冷態的鉑與汞不易生成合金,鉑族金屬進入混汞提取金銀后的尾砂中,仍需富集,再進行精煉。
從超基性巖型銅鎳硫化礦床中提取鉑族金屬的過程較復雜。在鎳的選冶過程中,鉑族金屬主要隨鎳的富集而富集。在鎳的精煉時,鉑族金屬進入陽極泥。陽極泥經處理后,就可得到鉑族金屬精礦,再通過濕法冶煉,可獲海綿鉑(含鉑99.9%)、海綿鈀(含鈀99.9%),海綿鋨、銠、銥、釕、等產品。鉑族金屬錠可用粉末冶金或高頻感應電爐融化制得。
目前,世界上鉑族金屬的最主要來源是銅鎳硫化物礦床,其中鉑族礦物種類最多,分布也最廣。?t鐵礦床中也含鉑族元素,其風化產物砂鉑礦在歷史上曾為鉑礦的主要來源,而現在已退居次要地位。
其它礦床中也見到一些鉑族元素,如部分矽卡巖礦床、熱液礦床、砂金礦、含鈷鈾礫巖、金剛石砂礦、砂錫礦以及南非(阿扎尼亞)鉑礦區的文象花崗巖及偉晶巖中都有鉑礦物發現,但這些礦床及巖石中的鉑族礦物種類比較簡單;不少氣成熱液礦床(如鎢、鉬、鐵、鈷、銅、鉛、鋅、銻、汞、鈾)及沉積礦床(黑色頁巖、錳礦、煤礦)雖然鈾鉑族元素存在,并且有的已經進行綜合利用,但至今大多數礦床中還未見到真正的鉑族礦物,只有波蘭沉積巖中有Pd―As―S的礦物出現。這一方面是由于這些礦床中鉑族元素含量過低;另一方面也與工作深度不夠有關。
二、 鉑族金屬礦床工業類型及其實例
鉑礦床工業類型主要分為三類:
1、與基性―超基性巖有關的硫化銅鎳型鉑礦
目前世界上90%以上的鉑族金屬儲存量和產量均來自該類型礦床。鉑族元素是銅鎳礦床中主要伴生元素之一,并與硫化物礦石密切共生,尤其是與銅的依附關系密切,而與鎳的關系卻不太密切。與鉑族礦物有密切的共生關系的不僅有鎳黃鐵礦、黃銅礦、磁鐵礦、磁黃鐵礦。而且還與次要礦物如紫硫鎳礦、方黃銅礦、自然金、閃鋅礦、方鉛礦、硫鉍鎳礦、斑銅礦、針硫鎳礦和黃鐵礦等有關。鉑在礦石中分布不均勻,以浸染狀為主,也有細脈浸染狀和致密塊狀的。鉑族礦物主要呈鉑族與砷、硫、碲、銻、鉍等化合物產出,也有少量呈自然合金或呈類質同象的形式產于硫化物中。
礦石中鉑鈀含量較高,而銠、釕、銥、鋨的含量一般很低。礦床實例:
\\(1\\) 第一銅鎳礦。礦床地質特征詳見本篇第一章第六節第一銅鎳礦床實例。經物相反分析,礦床中的鉑和鈀。分別有90%和80%左右是呈獨立礦物狀態,少量呈類質同象產出。
鉑礦物有六類十種:即砷鉑礦、自然鉑;鉑自然金和含鉑自然鉍;硫鉑礦;碲鉍鉑礦、鉑碲鉍鎳礦;銻鉑礦;金鉑礦、錫鈀鉑礦。其中以砷鉑礦為主粒度多在0.5~0.076毫米,主要與硫化物成連生體。鉑在各類型礦石中含量變化大,一般以深部熔離―上侵型富礦石中含量較高,次為交代型富礦石,各類貧礦及貫入型礦石中含量較低。
鈀礦物有四類十四種即鉍碲鈀礦、鉍碲銀礦、含鈀碲鉍鎳礦、含銀碲鉍鎳鈀礦;鉍鈀礦、鉍銀礦、含鉑鈀自然鉍;鈀金礦、金鉑鈀礦、含銠鈀得鉑金礦和錫鈀鉑礦;含鈀銻金鉑礦、銻鈀鉑礦、銻鉑鈀礦。
鉑族元素主要富集在硫化銅富礦中,鉑鈀與銅鎳比值有很明顯的消長關系。
在選礦過程中,銅鎳富集6倍,鉑族元素含量也富集15倍,在高冰鎳中富集50倍,在高硫磨浮所獲得合金中鉑富集368倍,鉑品味達154.4克/噸;鈀富集300倍,品味達51.2克/噸;釕富集940倍,品味達23.5克/噸;銠、銥、鋨富集150~200倍。
隨著鎳得電解合金板的電解鉑族元素富集在陽極泥中。陽極泥經脫硫后鉑富集5700倍,品味達2400克/噸,鈀富集5600倍,品味達950克/噸;銠、鋨、釕、銥富集1000倍左右。再經過電解提純,最后獲海綿鉑(含鉑99.9%),海綿鉑(含鈀99.9%),海綿鋨、銠、銥、釕等產品。
在冶煉過程中,鉑族元素主要損失在電爐和轉爐的煙塵和渣中,煙塵含鉑可達1.96克/噸,渣含鉑可達0.57克/噸。煙塵目前可以綜合回收利用,轉爐渣作為鈷的原料也可以綜合利用,但電爐渣是廢棄的,其中含鉑0.21克/噸、鈀0.08克/噸、鋨0.02克/噸、釕0.015克/噸、銠0.044克/噸、銥0.0004克/噸。
\\(2\\) 南非布什維爾德礦區。礦區位于南非地盾的南緣。布什維爾德含礦雜巖體是一個長400余公里、寬幾十公里、厚10公里以上的巨大巖盆,侵入與元古代德蘭士瓦系的厚層石英巖及噴出巖中。淺成巖體由輝長巖、蘇長巖、純橄欖巖及輝石巖組成。巖體分異復雜,并相應產出下述兩類鉑礦床。
1)巖漿分凝礦床,又可分為三種:
i)蘇長巖和輝石巖中的含銅鎳硫化鉑族金屬礦床(如呂斯騰堡地區);
ii)含?t鐵礦的自然鉑礦床(如萊登堡地區);
iii)純橄欖巖中的自然鉑礦床(如德里??破?、莫伊霍???、翁維爾瓦奇特地區)。
2)基巖和超基性巖的沉積圍巖中的氣成、熱液和變質礦床。
鉑金屬的工業礦體,產出在梅林斯基層中的偉晶狀斜輝橄欖巖內,平均含鉑4~克/噸。梅林斯基層分布長達180公里,厚0.3~5.5米,一般賦存在兩個和薄的?t鐵礦層之間。下盤巖石一般由少量輝石的斑紋狀斜長巖組成,上盤由輝石晶巖組成。在梅林斯基礦層中,可以看到一種按密度分層的現象,下部以輝石晶體為主,上部則以長石晶體為主。高含量的鉑族元素見于梅林斯基礦層中,但一旦進入上盤巖石或下盤巖石時就立即消失。
2、與基性―超基性巖有關的?t鐵礦型鉑礦
?t鐵礦型鉑礦床在橄欖巖和純橄欖巖中,礦化均屬于浸染型,礦床規模一般不及前者大。鉑族礦物與?t尖晶面上,因而選礦成本較高。同時?t鐵礦的?t鐵比值低,一般不能為工業利。這一切都對開采這類原生礦床帶來不利影響。但是,?t鐵礦型鉑礦床往往是砂鉑礦床的主要原生源,所以有人認為?t鐵礦型鉑礦床作為砂鉑礦原生源的意義比其本身更重要。
在?t鐵礦體中的鉑族金屬含量可達2~5克/噸,有的甚至可達50克/噸。礦化均屬浸染型,一般來說,?t鐵礦體就是鉑礦體呈不規則的巢狀、透鏡狀、礦柱和礦脈等產出。
3、砂鉑礦床:
砂鉑礦床是人類最早開采利用的鉑礦類型。在二十世紀的前25年中,世界上鉑族金屬的開采主要依賴與砂鉑礦,后來由于大型原生鉑礦的發現和開采,才使砂鉑礦退居次要地位。目前美國、哥倫比亞等國所生產的鉑族金屬大部分仍然來自砂鉑礦。砂鉑礦床工業類型有:
(1)沖積型砂鉑礦:如蘇聯烏拉爾,哥倫比亞喬科和南里莫,澳大利亞塔斯馬尼亞等地區;
(2)濱海型砂鉑礦:如美國阿拉斯加州骨的紐斯灣地區;
(3)殘積及坡積型砂鉑礦:如南非德蘭士瓦、埃塞俄比亞尤布多等地區;
(4)巖化(古砂礦)型砂鉑礦:如德蘭士瓦的維特斯蘭德、德國的韋斯特法利亞等地。在以上類型中,以沖積型砂鉑礦的工業意義最大。
含鉑族金屬的砂礦成因同分布廣泛的砂金礦成因相似,而且有些國家的鉑族金屬就是從開采砂金礦中回收的。如蘇聯有少量的鉑族金屬是從烏拉爾南部的砂金礦中回收的;美國的鉑族金屬主要是從古德紐斯灣地區的砂金礦中提??;哥倫比亞的鉑族金屬是作為喬科和南里莫地區砂金礦的付產品回收。
在我國,對砂鉑礦的工作開展甚少,會在新疆、青海、西藏、寧夏、河北等地區的某些含?t鐵礦的基性―超基性巖地區做為找砂鉑的工作。同時,在新疆、陜西、河北等地的砂金礦床中也發現了鉑族礦物。這些情況說明,在今后的地質勘探工作中,要注意砂鉑礦床的普查找礦工作。在我國發現有工業價值的砂鉑礦床也是有希望的。
參考文獻:
[1]任勝利;中國有色金屬學報[J],2004年10期,1+168
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