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新中国60年钼工业的发展(一)
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钼是一种宝贵的稀有高熔点金属,是重要的战略性物质,它的应用愈来愈渗入到各个领域,具有广阔的发展前景。钼是瑞典化学家C•W•舍勒在1778年发现的,他用硝酸分解辉钼矿时得到钼酸,并获得了钼盐,同年制出了氧化钼。1781年,瑞典人哥耶利穆用碳还原三氧化钼获得金属钼。P.J.Hjelm在1782年得到纯金属,并命名为钼。

据史料记载,中国钼的发现和始采于清朝末年之第一次世界大战前夕(1909-1914年),当时主要开采的的是福建、浙江一带的一些脉型钼矿和华南的一些伴生有钼的钨矿,但没有进行工业开采。日本侵略中国时期,1935年在辽宁省的杨家杖子开采100吨/日的铅锌矿,钼被误认为是低品位的铅锌矿而当作废时抛弃,1940年日本人确认为是钼,将100吨/日的铅锌选厂改为钼选厂,当年开采出钼矿石9080吨,产出钼精矿46吨。1945年日本投降,国民党接管,1948年10月人民解放军第二次解放杨家杖子,恢复生产,并在1949年4月10日成立了杨家杖子矿务局,杨家杖子是中国钼工业诞生地。

一.我国钼资源

(一)我国钼资源储量

1987年我国钼查明资源量为782.3万吨,其中基础储量为341.7万吨,居世界第二位,约占世界钼总储量的30%,我国优势矿产资源之一;1992年我国钼查明资源量为855.28万吨,其中基础储量为347.62万吨,与1987年相比,我国钼查明资源量增长了9.33%,基础储量增长幅度为1.73%。

2007年我国钼矿区较1992年增加了129个,增长幅度为56.09%;查明资源储量增加了280.72万吨金属钼,增长幅度为32.82%。钼矿区的增加主要集中在内蒙古、河南、辽宁、江西、湖南、陕西等省区,而查明资源储量的增加主要集中在河南、吉林、山东、内蒙古、广东、贵州等6省区,该6省去查明资源储量的增长量占总增长量的84.32%,其中河南省增幅最大为38.28%,其中是吉林省增幅为18.36%,其他4省的增加幅度为7%左右。

另外,据资料报道,在我国的湘、鄂、渝、川、桂、陕、甘等省蕴藏这一条长达1600km的钼镍矿带,并且钼、镍的品位很高,钼品味为2%~11%,钼、镍的储量很大,钼、镍主要赋存于一种非晶质胶状硫化物中,过去受选矿方法和技术水平的限制一直未被利用,近年来,由于钼、镍价格不断上扬,从钼镍矿中提取钼、镍已付诸生产实践。

除上海、天津、重庆和宁夏之外,我国大陆31各省、市、自治区有27个查明有钼矿资源,可见钼矿在我国分布之广。

我国钼储量及储量基础均占据世界第一位,分别占世界总量的38.37%和43.68%。虽然我国钼资源在世界钼资源中占有较大的份额,又属国内优势矿产资源,但我们要高度重视资源节约,合理开发利用钼矿资源,走可持续发展道路。

(二)我国钼资源特点

我国钼矿矿床的成因类型齐全,以斑岩型和斑岩-矽卡岩型为主,约占我国钼储量的80%以上,在世界钼矿资源中占有重要的地位。

我国钼资源非常丰富,居世界第一位,却以原生钼矿为主,共伴生钼矿特别少,2008年中国副产钼产量仅占国内钼总产量的3%左右,97%的钼来自原生钼矿生产。但中国的原生钼矿中,钼品味比较低,贫矿多,富矿少。国外原生钼矿山钼品味普遍较高,并且国外钼以铜的副产品钼为主,在钼市场非常低迷的1998-2001年间,副产钼产量占全球钼总产量的65%以上。但在2003-2008年钼价格大幅上涨,2008年世界副产钼产量下降至占全球钼总产量的44.69%原声钼产量的增加,主要来自中国。

(三)我国主要钼矿简介

1.杨家杖子钼矿

杨家杖子钼矿床为矽卡岩型单一钼矿床,它是分布在燕辽一带的汽化热液成矿带中的一种重要矿床类型,由于它是接触变质和接触交代作用的产物,因而该矿床明显的受构造、围岩性质、接触带产状和交代作用强度的影响。在产装上复杂多变,岩浆岩体内或围岩中均有钼的分布,矿石中唯一的有价矿物是辉钼矿。杨家杖子矿务局下属两个矿山,岭前矿和松树卯矿。入选矿石两大分类:岭前钼矿石和松北钼矿石,松北钼矿石又分矽卡岩型矿石和花岗岩型矿石,岭前矿是主要为矽卡岩型矿石。岭前矿地质储量:矿石量7234万吨,金属量:11.6万吨,平均地质品位:0.16%;松北矿地质储量:2300万吨,金属量:2.5万吨,平均地质品位:0.11%。杨家杖子矿务局因长期亏损、资不抵债,于1999年11月依法破产,所属的矿山分别重组为股份制企业。

2.栾川钼矿

中国第一大钼矿田—河南省栾川钼矿田,由栾川南泥湖一三道庄钼矿床和栾川上房沟钼矿床组成,探明钼金属储量为206万吨。

栾川南泥湖一三道庄钼矿床,钼平均品位为0.117%,伴生钨品位为0.08% ~ 0.12%;矿体的主要矿石类型有4种:矽卡岩型、角岩型、斑状二长花岗岩型及正长细晶岩型。矽卡岩型具浸染状构造,辉钼矿结晶粗大,成星点状分布于钙铁榴石和富铁透辉石颗粒之间长于石英相伴生,在三道庄矿断,此类型矿石占总储量71%,且往往形成富矿石,钼平均品位0.124%;角岩型钼矿石,具细脉状、网脉状、条带状构造,矿石矿物类型多种多样,但矿物成分比较简单,金属矿物主要有辉钼矿、白钨矿、黄铁矿等,该类型矿石为南泥湖矿断的主要矿石,钼矿石品位0.07% ~ 0.10%。

栾川上房沟钼矿床,矿石自然类型可分为:矽卡岩型、花岗斑岩型、角岩型及辉长岩型4种,矿床中主要工业矿物为辉钼矿,多成细脉---网状、薄膜状产出,少数在脉侧成星散状,矿床类型属斑岩—矽卡岩型,钼平均品位0.122%,伴生有磁铁矿和白钨矿。

3.大黑山钼矿

吉林大黑山钼矿是我国第二大钼矿床,探明钼金属储量109万吨,矿床处于中朝古陆与兴安岭海西褶皱带的接壤部位。矿床由一个巨大的锅形矿体构成,平面上呈等轴状,面积1.8平方公里。剖面上呈一圆底漏斗形,厚300~700m,中心部位厚估计在900m以上。矿体几乎全部赋存于斜长花岗岩体内,故为单一的斜长花岗岩型钼矿石。矿石具细脉浸染状构造。主要金属矿物为辉钼矿、黄铁矿。矿石全矿平均钼品位为0.066%。

4.金堆城钼矿

陕西金堆城钼矿是我国第三大钼矿床,探明钼金属储量为98万吨,矿床位于中朝准地台南缘之矛西断隆金堆城台凹北缘与太华台拱接壤地带。矿床由一个巨大的近于水平产出的规则透镜状矿体构成。矿体长2200m,宽600~800m,厚500~700m。细碧岩型矿石为主要矿床类型,花岗斑岩矿石分布于矿体中部,纵贯全矿体。矿石具细脉浸染状构造。矿石矿物主要为辉钼矿、黄铁矿。属中—高温热液矿床。矿床钼平均品位为0.098%,伴生黄铜矿、黄铁矿;铜平均品位0.023%,硫品均品位2.27%。

5.辽宁葫芦岛钼矿

该矿为为兰家沟钼矿的一部分,探明钼金属储量22万吨,具大型规模,钼矿体赋存于细粒似斑状花岗岩中,含矿脉体石英脉、铁锰碳酸盐脉、硅化蚀变带和破碎带,钼矿石有用组分单一,品位富,一般品位为千分之几,局部达百分之几至百分之十几,矿床平均品位为0.27%,是中国第一富钼矿床。钼矿体赋存于细粒似斑状花岗岩中,产出部位受构造裂隙的严格控制,集中分布在北东、东西两组构造的交汇处以后经改造的南北向构造部位。在脉体密集的下兰家沟地段矿体长1300m,宽500~700m,单个矿体以厚5~10m者居多,小者厚2~4m,斜深100m左右。大者厚50~60m,斜深600m,最后可达113m。钼矿石有用组分单一,品位富,矿床平均品位为0.27%。

6.浙江青田钼矿

该矿床矿石类型简单,探明金属储量1.8万吨,矿床位于浙闽粤华力西褶皱带内的余姚—丽水—海丰深断列东侧,区内燕山晚期岩浆浸入活动频繁而强烈。矿床由38条矿体组成,规模大小悬殊,小者长数米至数10cm,厚数10cm大者长达1000m,厚愈10m。矿体由含辉钼矿的石英脉及两侧辉钼矿化绢云母石英岩组成,规模最大的为5号、25号和1号矿脉。5号矿脉长500m,平均厚3.12m,最厚9.89m,倾斜延深700m,平均品位为0.41%,最富为3.32%。25号矿脉长1020m,平均厚2.69m,最厚8.86m,倾斜延深500~700m,最大1065m,平均品位为0.168%,最富为4.15%。矿石类型简单,为石英辉钼矿和绢云钼石英辉钼矿矿石。金属矿物主要为辉钼矿、黄铁矿。矿床属中—高温热液石英脉型矿床,具脉状适应结构,为中型规模。

二、我国钼矿山

(一)钼矿山生产发展与现状

1.我国第一座钼矿山发展与现状

我国第一座大型木框山生产企业是辽宁省的杨家杖子矿务局,位于辽宁省西部葫芦岛境内,是中国最早的大型钼矿山,该矿床发现于1940年,并开始采选,1948年10月份第二次解放杨家杖子,恢复生产,在1949年4月10日成立杨家杖子矿务局,1950年生产能力为600吨/日,1952年扩建至3000吨/日,1953年又扩建至5000吨/日,1959年再扩建至8000吨/日,1959年、1960年连续两年产钼精矿达1万吨。矿山的生产能力及原矿品位从70年代开始呈逐年下滑趋势,岭前矿和松北矿原设计能力为日出矿7500~8000吨,年综合出矿能力为230万吨,到20世纪80-90年代下降为日出矿4500吨,平均综合出矿能力将为145万吨。原矿品位从“一五”、“二五”期间的平均0.15%以上到80年代以后下降到0.09%左右。采用井下开采,索道运输。至1999年破产,共生产钼精矿12.7万吨/年。

2.新中国成立以来,我国钼矿生产情况

20世纪70年代以前投产的钼矿除杨家杖子钼矿外,还有福山铜矿、寿王坟铜矿、金堆城钼矿一选厂、江苏铜山铜钼矿、福建永泰钼矿、青田钼矿等,除青田钼矿年产量可达500吨外,其他矿的产量均特别少,钼精矿产量以杨家杖子钼矿为主。

20世纪80年代,我国投产的钼矿为:金堆城钼业公司二选厂、三选厂,栾川县钼矿、栾川钼业公司,河南栾川县有色金属工业公司,白石嶂钼矿,福建省福建钼矿、小寺沟钼矿,辽宁新华钼矿、刚屯钼矿等。当时只有杨家杖子钼矿和金堆城钼矿对尾矿中的硫进行了综合回收。截至1085年,我国生产规模在300吨/日以上的钼选矿产有15座,累计处理矿石能力约为36000吨/日。

20世纪90年代,我国除主要钼选厂不断地进行选钼生产能力的扩大,民营钼选矿生产企业已在不断发展壮大,栾川钼矿、辽宁葫芦岛钼矿等民采点较多,采矿点可达200多个,电碾子、电锤子一起上,生产规模都比较小,生产工艺简单,生产设备简陋,生产指标极低,严重浪费国家的矿产资源。

到21世纪,由于钼价大幅上涨,高价位运行6年之久,为我国钼工业的发展带来了雄厚的资金。我国钼选矿事业得到了很大的发展,新钼矿点不断涌现,规模较大的选矿厂纷纷上马,并且生产规模、生产工艺、生产技术都向着大型化、先进化的方向发展,使我国自2006年以来,选钼生产能力达到20万吨/日,钼精矿产量超过18万吨,钼产量超过美国跃居世界第一位。

3.我国钼矿生产指标

1980年以前,国外发达国家钼选技术指标达到:钼回收率90.5%,钼精矿品位50%~54%。我国钼浮选指标较低,我国主要钼选厂钼回收率82%~83%,钼精矿品位保持在45%~47%,其他的选矿厂钼回收率一般只能达到70%~75%,钼精矿品位低于45%。

20世纪80-90年代我国主要钼选厂选钼回收率可达到86%左右,钼精矿品位可达到51%以上,钼精矿中杂质铅含量明显降低。其他民营企业生产指标仍然较低,选钼回收率低于70%,钼精矿品位有的仍不能达到合格(含钼45%)。

但到21世纪我国钼的生产得到了很大的发展,我国钼的生产指标普遍得到提高,选钼回收率一般都保持在75%左右,钼精矿品位基本在45%以上,主要目生产企业选矿回收率在87%以上,钼精矿平均在52%以上,最高可达57%。

4.新中国成立以来,我国钼选矿生产规模变化

我国钼选矿的生产能力大幅度增长,由新中国成立初期1952年的3000吨/日发展到1985年的3.6万吨/日、2004年的13万吨/日、2008年的29万吨/日。1952-1985年我国选钼生产能力平均增长速度为34.37%,1985-2004年我国选钼生产能力年平均增长速度为13.74%,2004-2008年我国选钼生产能力年平均增长速度为17.95%。2008年我国选钼生产能力较新中国成立初期增长了6566.67%,较1985年增长了455.56%。1985年以前我国钼选矿生产规模最大的只有金堆城钼业公司,其生产规模为21500吨/日,其次是杨家杖子矿务局钼选矿长,其生产规模为8000吨/日,其他钼选矿的生产规模大都在1500吨/日以下,其中100吨选厂居多。经过20多年的发展,尤其是2005年以来,我国选钼得到了很大的发展,且钼选矿生产规模向大型化发展,2005年以后上马的钼选矿厂生产规模大都在5000吨/日以上,金堆城钼业集团有限公司和洛阳栾川钼业集团有限公司2家大型钼联合生产企业的钼选矿生产规模在3万吨/日以上,除此之外,国内万吨规模的钼选厂有好几家。

5.新中国成立以来,我国钼精矿产量变化

1949年我国只生产1吨钼精矿,1950年生产了683吨,1951年生产了2000吨,之后逐年大幅增长。1959年突破了1万吨钼精矿,1961年钼精矿产量由10044吨猛然下降至3985吨,之后逐年大幅度增长至1966年的5609吨,1967年降至4877吨,1968年进一步回落至3918吨,1969年又出现了一波上涨直至1980年的近万吨。1981年达到1万吨,1985年突破了2万吨,1989年突破了3万吨,1992年有突破了4万吨,1995年一举突破了7万吨,2005年有突破了8万吨,2006年突破了9万吨,2007年一举突破了15万吨,2008年突破了18万吨。我国钼精矿产量的大幅增长,都在钼价格大幅上涨之后,经历了1994年钼价格大幅上涨(国际市场氧化钼价格最高为18美元/磅钼)之后,从1994年的47536吨猛增至1995年的73349吨;由于自2003年开始国际市场氧化钼价格一路攀升至2005年6月5日的38.50~40.00美元/磅钼,是1999-2001年氧化钼价格的14倍,受暴利的驱使,2005年之后我国钼精矿产量的增长可以说是突飞猛进。从20世纪70年代我国产量占世界钼总含量的3%发展到现在我国钼产量占世界钼总含量的33%。

(二)我国主要钼矿企业简介

1.金堆城钼业集团有限公司

金堆城钼业集团有限公司拥有的金堆城钼矿是继杨家杖子矿务局之后我国发现并进行了大规模开采的特大型钼矿,位于陕西省华县境内,发现于1956年,1959年成立了金堆城钼矿。金堆城钼矿采用露天开采,分北露天和南露天。1971年形成了5000吨/日开采能力,1983年形成20500吨/日开采能力,之后经过改造逐步形成了30000吨/日以上的采矿能力。1960年建设金堆城500吨/日选矿厂,1966年500吨/日选矿厂(一选厂)正式投入生产;1970-1973年一期工程二选厂(三十亩选矿厂)三个系统全部建成投产,形成了5000吨/日的选矿生产能力;1975-1984年建成了年生产能力15000吨/日的二期工程三选厂(百花岭选矿厂)。截至1985年,金堆城钼矿具备了21500吨/日选钼生产能力,年产钼精矿约20000吨(折45%的标准量),钼精矿品位在47%~52%,选钼回收率可达86%以上。至此金堆城钼业集团有限公司是国内最大的钼选矿生产企业,之后经过数次改造,到2008年其钼选矿生产能力可达30000吨/日,钼产量达30000吨/年以上,钼精矿质量、选钼回收率及选钼生产技术在国内处于领先地位。从20世纪80年代开始金堆城钼业公司承接杨家杖子矿务局,其钼精矿产量在20世纪80年代21世纪的2005年占国内钼精矿总产量的30%~50%。

2.洛阳栾川钼业集团有限公司

洛阳栾川钼业集团有限公司是继金堆城钼业集团有限公司之后发展起来的我国又一大型钼矿生产企业,其前身是栾川县钼矿,后更名为栾川钼业公司。洛钼集团开采的钼矿为栾川钼矿田中的三道庄钼矿,含钼品位较高,且原矿中含有钨。洛钼集团于1969年8月投资兴建50吨/日钼采选实验选矿厂,年产钼精矿30余吨,是河南省最早生产钼精矿的企业。

三道庄矿区开采已有30年的历史,1980年开始选择富矿段进行地下开采建设,1984年建成投产达到1250吨/日生产能力,1987年达到2000吨/日的规模,主要采用阶段空场法进行采矿。1999年建成了5000吨/日的露天矿,2002年开始扩采,2003年达到8000吨/日的露天开采能力。之后,边生产,边扩建,并逐渐取消了地下开采。2004年实现了12000吨/日的露天开采规模,2005年露天矿扩建至20000吨/日,2006年实现30000吨/日的露天开采能力并稳定供矿,从50吨/日到30000吨/日规模现代化露天开采能力,先后共扩建8次。

选钼生产能力由建矿初期的50吨/日扩大到1980年的200吨/日,之后经过3次扩建选钼生产能力,扩建到1997年的5000吨/日。钼精矿品位、选钼回收率和钼精矿产量亦有了较大幅度的提高,其选钼回收率达到了86%,钼精矿品位达到了46%,钼精矿产量达到5000吨/年以上。1999年选钼生产能力扩建到11350吨/日,2003年选钼生产里扩建至15000吨/日,2006年选钼生产规模达到2000吨/日,2008年生产规模为30000吨/日。1999-2008年期间其选钼回收率稳定在86%,钼精矿品位由1997年的46%提高到了51%以上,钼精矿产量逐步大幅度提高,由1997年的5000吨/年以上提高到2008年的30000吨/年以上。现已成为我国最大的钼矿生产企业之一。

3.大黑山钼矿

大黑山钼矿是1954年由地质部沈阳地质局一一四队勘探发现的,于1958年经国家储委批准的特大型钼矿床,为亚洲第二大钼矿。1978年7月建成投产形成采选250吨/日生产能力,1988年二期扩建形成采选1750吨/日的生产能力,2004年12月21日成立大黑山钼业有限公司。2007年10月扩建形成了3500吨/日采选生产能力规模,目前实际采选生产规模为5200吨/日。年产含钼47%的钼精矿2600吨,选矿回收率为82.24%。

(三)钼矿山生产建设的主要成就

1.采选成果

新中国成立到20世纪80年代,我国钼矿的开采主要是地下开采。80年代初金堆城钼业公司、大黑山钼矿上马并采用露天开采,1985年我国钼矿开采能力约为4万吨/日,大都采用地下开采的方式。1991年4月25日栾川钼业公司5000吨/日露采接替工程首次爆破成功,为90年代中期以后栾川地区的露天开采发展提供了经验。经过30年的努力,我国钼矿开采已有了较大的发展,能采用露天开采的矿山均用了露天开采,向大规模化发展,大大提高了我国钼矿资源的利用率。现我国钼矿开采能力在20万吨/日以上,开采能力较1985年提高了500%以上。

2.钼选矿成果

(1)钼选矿技术指标大幅度提高

新中国建立到1980年,我国选钼回收率、钼精矿品位均较低,钼精矿品位达到45%已属不易,选钼回收率最高位82%~83%。经过20多年的发展,我国钼选矿回收率与钼精矿品质有了较大幅度的提高。以前,民营选钼企业为了节约投资,采用简单的选矿工艺和简陋的选矿设备,选钼回收率大多在60%~70%之间,钼精矿品位在40%左右,但经过2003年以来钼价格的大幅上扬,我国钼矿山生产企业在选钼的投入上下了功夫,采用大型、节能、高效的选矿设备,使选钼回收率提高了80%以上,钼精矿品位均可达45%以上,一部分矿山还可生产51%以上的钼精矿。金堆城钼业集团股份有限公司和洛阳栾川钼业集团股份有限公司等大型联合企业,回收率一般在87%~88%,钼精矿品位可达到52%以上。金堆城钼业集团股份有限公司还可生产含钼57%以上的钼精矿作为生产高纯二硫化钼粉的原料,并且不影响回收率,省掉了钼精矿的强浮选工艺,节省了大量人力、物力、财力。

(2)钼选矿技术改进

①选矿工艺

最初我国钼选矿工艺较简单,除杨家杖子矿务局、金堆城钼业公司采用一段粗磨粗选二段再磨再选较为复杂的工业流程外,其他,如栾川地区、葫芦岛地区、青田地区等钼矿选厂由于初期入选钼矿石品位较高、有用矿物嵌布粒度较粗,为了减少投入,采用一段磨选等较为简单的浮选工艺,钼精矿品位要达到45%都有困难,并且回收率较低。经过多年的探索与工艺改进,我国钼选矿工艺大多采用一段粗磨粗选二段再磨再选或一段粗磨粗选三段再磨再选,大大提高了选钼回收率及钼精矿品位。

②选矿设备

我国在中细碎引进国外高效圆锥破碎机将碎矿粒度最低降到最终碎矿产品粒度90%达到-10mm以上,是每台球磨机处理能力提高5~6吨/小时,降低碎磨总能耗30%左右。

采用大型溢流型球磨机代替格子型球磨机,采用水力旋流器代替卧式球磨机,对细粒磨剥洗效果好,提高选别效率,可降低能耗30%以上。

在中间产品磨矿或擦洗上,国内钼矿山开始用立式磨机代替卧式球磨机,对细粒磨剥擦洗效果好,提高选别效率,可降低能耗30%以上。

我国钼粗选设备采用KYF/XCF系列中容积100~130立方米大型浮选机代替A型浮选机,在精选段采用浮选柱,可大大减少精选次数,提高回收率与精矿品位,降低成本。

③选矿药剂

剧毒氰化钠是黄铜矿、黄铁矿等硫化物的特效抑制剂,但它给生态环境带来了很大危害,所以寻求低毒或无毒新药剂代替氰化钠一直是选矿界多年来的重大研究课题,经过几十年的努力,巯基乙酸钠代替氰化钠选钼抑杂,已于1994年成功应用于选钼的生产实践。经过10多年的生产实践,用巯基乙酸钠代替氰化钠,药量降低约三分之一,生产指标稳定,巯基乙酸钠代替氰化钠具有较大的经济效益和社会效益。

20世纪80年代初期,我国钼精矿含铅超过0.2%,有的竟达1%以上,严重影响产品质量,影响产品出口和企业的经济效益。经过研究探索和降铅试验,研究出了用磷诺克斯降铅并应用生产,取得了较大成功。经过十几年的努力,我国钼精矿中的含铅量降到了0.042%以下,达到了下段工序及外商的要求。

 

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