白云鄂博矿中稀土镧在高炉炼铁过程的传承机理

文章以稀土镧为对象,研究了白云鄂博矿中稀土元素镧在高炉炼铁过程的传承机理。通过热力学计算和实验表征分析了高炉炼铁过程中镧元素在渣-铁之间的微观行为。结果表明,高炉渣中的La_(2)O_(3)在高炉炼铁过程中可以被还原成LaC_(2),随后LaC_(2)溶于铁水中且镧被多孔状石墨上的含氧官能团吸附,从而使稀土能够传承到后续的炼钢工艺过程中。弥补了传统观点认为的高炉渣中稀土氧化物在高炉炼铁时很难被还原,无法继续往后续流程传承的问题。

白云鄂博矿稀土在钢中的传承与作用

白云鄂博矿是世界上最大的稀土资源储量共生矿,搞清稀土在钢中的传承规律,清晰认识稀土在钢中的作用及机理,是有效利用稀土资源的关键。文章总结作者团队多年的研究成果,围绕白云鄂博矿稀土在钢中的传承、稀土对钢冶金质量的影响和稀土在钢中的微合金化作用进行了综述。相关基础研究工作,能够丰富稀土在钢中作用的认识,也能够为白云鄂博矿稀土资源在钢中的高质高效利用提供理论和技术支撑。

白云鄂博矿选冶固废烧结法制备微晶玻璃研究

为了更好地综合利用白云鄂博矿选冶固废,本文以白云鄂博萤石尾矿和包钢高炉渣为主要原料,采用一步烧结法研究了不同原料配比对制备微晶玻璃的影响。采用DSC、XRD、SEM、万能试验机、多道γ能谱仪进行表征分析,研究了不同原料配比对制备微晶玻璃的影响。结果表明:不同原料配比时,微晶玻璃主晶相为斜辉石、透辉石、鳞石英;随着萤石尾矿和高炉渣质量配比的增加,微晶玻璃颜色逐渐加深,且抗折强度先升高后降低,再升高再降低;当萤石尾矿和高炉渣质量配比为5∶5时,微晶玻璃抗折强度最高,达到76.85 MPa,主晶相为斜辉石和透辉石,晶粒大小均匀,排列规则;当萤石尾矿与高炉渣质量配比为2∶8时,微晶玻璃产品符合B类装饰装修材料标准,当萤石尾矿与高炉渣质量配比为3∶7、5∶5、6∶4时,微晶玻璃产品符合C类装饰装修材料标准。

白云鄂博矿床黄河矿的矿物学研究

Ba-REE氟碳酸盐类矿物作为白云鄂博矿床中一类特有的稀土矿物,前人开展了大量基础晶体化学方面的研究,而对其共生组合、化学成分等方面研究则相对较少。对矿体中发现的一些粗粒黄河矿晶体,本文利用场发射扫描电镜、场发射电子探针等分析测试仪器对其开展相关研究。结果表明,黄河矿多呈脉状、团聚状富集于矿石之中,与重晶石、萤石、氟碳酸盐矿物等紧密共生,具有典型的热液矿物分布特征。电子探针分析显示,黄河矿的化学成分主要为BaO(35.28%)和轻稀土元素(39.37%),此外由于元素的类质同相替换,部分形成黄河矿-氟碳铈钡矿-氟碳钙铈矿等系列矿物体衍生构造。结合前人的黄河矿年代学证据及本次的矿物共生组合关系,认为白云鄂博矿床中的黄河矿主要结晶沉淀于古生代的富F、Ba和REE的热液流体中,而其REE元素则主要来源于早期形成的稀土矿物的再活化。

内蒙古白云鄂博矿床发现两种铌、钪新矿物:鄂博铌矿和翟钪闪石

稀土元素和铌元素具有独特的磁—光—电物理特性及高熔点等优点,且能与其它元素组成性能各异、品种繁多的新型材料,大幅提高低碳能源材料的质量和性能,是发展低碳绿色新能源产业的关键矿产资源。内蒙古白云鄂博矿床是全球最大的稀土矿床,同时也伴生有大量的铁、铌、钪、钍及萤石等矿产资源,且具有非常复杂的矿物组成和共生组合。据统计,在该矿床已发现的矿物达200余种,其中新矿物20种。鄂博铌矿和翟钪闪石是近期在该矿床发现的两种新矿物。其中,鄂博铌矿,呈黄褐色至褐色,板状,自形至半自形,粒度约为20~100μm,该矿物是一种结构简单的镁—铌氧化物类矿物,理想化学式Mg_(4)Nb_(2)O_(9),铌氧化物平均含量为58.0%,属于三方晶系,空间群P3c1(#165)。翟钪闪石,呈淡黄色或淡蓝色,长柱状,自形—半自形,粒度可达350μm,该矿物是一种含钪的角闪石族矿物,理想化学式为NaNa_(2)(Mg_(4)Sc)(Si_(8)O_(22))F_(2),钪氧化物平均含量为6.4%,属于单斜晶系,空间群C2/m(#12)。两个新矿物的发现,不仅增加了白云鄂博可用铌、钪金属选冶矿物种类,进而助力资源高效利用,而且也是人类不断了解、认识大自然,并利用自然界物质的重要过程。

白云鄂博矿铌物相转化与成核生长研究

对白云鄂博矿中铌矿物相的高温熔融矿相转化和成核生长行为进行了研究,着重考察了不同的梯度保温机制、碱度(CaO/SiO_(2))以及NaF、CaF_(2)、P_(2)O_(5)等熔渣改性剂对物相转化与成核生长的影响。结果表明:1400℃以上的熔化温度,以及1300℃以下的析晶温度,是高品位铌矿相转化的关键;控制碱度在1.0~1.3之间,有利于形成单一高品位铌相和晶粒的生长;2%左右的NaF添加或2%~5%范围的CaF 2添加有利于提高富铌相的Nb_(2)O_(5)品位和富铌相的晶粒粗化;P_(2)O_(5)虽然有利于铌向单一高品位铌矿物相转化,但过多的P_(2)O_(5)引入,会导致铌相晶粒的急剧细化。

用氢氟酸从白云鄂博矿中浸出铌及动力学研究

针对白云鄂博尾矿中含铌矿物综合回收利用中存在的问题,研究了用氢氟酸浸出含铌矿物中的铌,确定了最佳工艺条件,并探讨了浸出动力学。结果表明:在反应温度90℃、液固体积质量比7/1、氢氟酸浓度20 mol/L、反应时间2 h、搅拌速率300 r/min条件下,铌浸出率达90.91%;铌的浸出过程符合核收缩模型,浸出过程由化学反应和扩散混合控制,表观活化能为35.459 kJ/mol。该法能有效提取尾矿中的铌,有利于后续分离提纯。

白云鄂博矿床稀土资源的合理开发及综合利用

概述了白云鄂博资源储量大、伴生矿物杂、粒度细、混合轻稀土的情况,评述了白云鄂博现有的稀土矿物的选矿和冶炼的生产工艺技术及存在的稀土选矿回收率和资源利用率不高、稀土湿法冶炼的环保(即难以处理的放射性水浸渣的存放)等问题,分析了包头白云鄂博稀土资源的有效保护的必要性,讨论了稀土资源今后的合理开发及综合利用的可能性,即降低成本、提高品位、提高回收率、提高资源利用率和保护好稀土二次资源(尾矿坝)就是稀土矿选矿的发展方向,实现的途径主要有新工艺、新药剂、新设备的研制,有效回收伴生元素(如钍的综合回收利用)。

白云鄂博矿区土壤和植物中稀土元素的分布特征

白云鄂博矿区是稀土的主要产出地,在矿山开采和选炼等过程中,稀土元素通过迁移、富集等作用进入植物体,研究稀土元素的分布特征和迁移规律,可为白云鄂博矿体闭坑后的生物修复提供数据支持。本文设置了7个土壤采样点,采集铁花、沙蒿、沙打旺、沙朋、青蒿、小叶杨、猪毛菜七种植物,用电感耦合等离子体质谱法测定土壤和植物的根、茎、叶及整株的稀土含量,研究稀土元素在土壤和植物中的分布特征和迁移规律。统计分析结果表明:随着采样区与主矿区的距离增加,土壤样品中的稀土含量逐渐减少;在七种植物中,铁花的稀土含量最高,青蒿最低;对不同植物的整株稀土含量和各部位(根、茎、叶)稀土含量进行多元线性回归分析,叶(或花)的稀土含量在整珠植物中的占比最大。此外在不同季节,植物中的稀土含量基本保持不变,含量较高的稀土元素为Ce(0.0035%~0.020%)、La(0.0012%~0.011%)、Nd(0.0010%~0.0094%)和Pr(0.00036%~0.0046%),其中Ce最高。本研究提出:根据土壤样品中的稀土含量逐渐减少的特征,矿区周围土壤的稀土来源可能是矿石在采、选过程中的扩散造成的;根据植物富集稀土的能力,在矿山闭坑后,可种植富集稀土能力强的植物——铁花,进行矿山生物修复。

白云鄂博矿在稀土和钢铁生产中放射性对周围环境的影响

由于白云鄂博矿含有0.04%的放射性钍元素,平均高出地壳含量的24～49倍,包钢采用该矿在稀土和钢铁生产中引起天然放射性钍及其衰变产物向环境释放,从而对其周边局部环境造成一定放射性影响。本文通过大量现场监测数据和调研,得到在稀土和钢铁生产中钍的转移分布规律、放射性对其周围空气、地下水、土壤的影响结果及对人体年有效剂量估算结果,提出了污染防治对策。

白云鄂博矿含碳球团直接还原过程工艺参数优化的数值模拟

利用管式电阻炉研究了炉气温度在900～1100℃之间球团的还原过程。建立数学模型；考虑传热、传质以及化学反应来模拟白云鄂博矿含碳球团直接还原过程。实验结果表明，随着炉气温度的升高，球团质量减小的越快，还原反应结束的时间缩短。模拟结果与实验结果吻合较好。通过正交试验研究影响白云鄂博矿金属化率主要因素大小排序为：炉气温度〉时间〉碳氧比〉直径。最后研究两种不同工况观察白云鄂博矿含碳球团金属化率的变化规律，结果显示较低的炉气温度对金属化率作用不大；在高温段反应10min左右就可以达到最大金属化率。粒径为12mm、碳氧比0．9的含碳球团，在炉气温度为1100℃时各段反应时间可以控制在10min左右。

白云鄂博矿含碳球团直接还原过程的实验及数值模拟研究

针对白云鄂博矿含碳球团，利用管式电阻炉研究了炉气温度在900～1100℃之间球团的还原过程。建立数学模型考虑传热、传质以及化学反应来模拟白云鄂博矿含碳球团直接还原过程。实验结果表明，随着炉气温度的升高，球团质量减小的越快，还原反应结束的时间越短。模拟结果与实验结果吻合较好，随着炉气温度从900℃升高到1000℃，最终金属化率从63％增加到95％，当炉气温度大于1000℃时，增加温度对最终金属化率的影响较小；C／O比从0．8增加到1．0时，最终金属化率明显增加，从89％增加到95％，但当C／O比从1．0增加到1．2时，最终金属化率并没有明显增加；随着球团直径从12mm增加到30mm时，金属化率升高到最大值的时间从18min增加到47min，最终金属化率的值变大但增加不明显。

白云鄂博矿霓石型稀土矿石中铌的赋存状态与分布规律研究

采用多元素分析、偏光显微镜、场发射扫描电镜、微区能谱分析及AMICS自动矿物分析系统对白云鄂博矿床主、东矿内霓石型稀土矿石中的铌元素赋存状态及分布规律进行了系统分析。结果表明:主、东矿霓石型稀土矿石中铌的品位(Nb_(2)O_(5))分别为0.22%和0.14%,主矿铌品位高于东矿。主、东矿霓石型稀土矿石中分别有82.78%、80.21%铌元素以独立矿物形式存在于易解石、铌铁矿、铌铁金红石、烧绿石及包头矿等铌矿物中。易解石和烧绿石为主、东矿霓石型稀土矿石中分布最广泛的两种铌矿物,其中的铌元素分布率普遍高于铌铁矿、铌铁金红石等其他铌矿物。主矿易解石的矿物含量高于东矿,烧绿石含量在主、东矿间无明显变化。根据上述研究结果,建议采用重选、磁选、浮选和化学选矿联合的阶段磨矿阶段选别流程。

纪念白云鄂博矿床发现88周年--记中国科学院几代研究者在认知白云鄂博矿床过程中的足迹

1992年邓小平南巡时就铿锵有声的说过,中东有石油,中国有稀土。提到稀土,就要追根溯源,中国的稀土在哪里？本文不想概评中国所有的稀土资源,的确,大自然给予了我们一份丰厚的礼物——稀土资源。中国的稀土资源的确很丰富,而最富集的,就是内蒙古白云鄂博矿床,这是世界上最大最富的稀土矿床,其稀土资源占全国稀土资源的84%和世界资源量的36%。除稀土外,

白云鄂博矿选铌的工艺研究

分析了包钢白云鄂博矿铌资源的特点、铌矿物的额主要性质,指明了铌在包钢选矿厂氧化矿中的矿物组成及主要元素赋存状态;在选铁、稀土流程中的分布与走向、稀选尾矿中铌的工艺特征、选铌的历史,探索选铌的工艺。

白云鄂博矿开发利用中放射性废渣对环境的污染及防治

包头境内的白云鄂博矿是一座资源丰富的大型矿山 ,已为我国大型钢铁稀土联合企业开采利用40余年 ,白云鄂博原矿平均伴生天然 ,在矿物资源的开发利用中 ,对环境造成放射性污染。本文从白云鄂博矿资源、资源特殊性、开发利用、放射性废渣及钍核素排放等方面进行论述 。

白云鄂博矿选矿技术攻关的回顾与展望

总结评述了半个世纪以来 ,白云鄂博矿选矿科研进展及生产技术攻关所取得的成果 ,并对今后的综合利用与选矿厂的技术进步提出几点看法。

白云鄂博矿选矿技术攻关回顾与展望

文章对白云鄂博矿石工艺矿物学特征及白云鄂博氧化矿石、磁铁矿石的选矿技术研究取得的成绩进行总结,分析了选矿工艺发展变革的主要历程、研究内容及所取得的主要技术经济指标,并对今后白云鄂博矿技术进步和攻关方向提出了建议。

白云鄂博矿矿区外围及周边稀土资源评价

位于内蒙古自治区包头市的白云鄂博矿,是世界上已知最大的稀土矿床。本文通过对现有地质及遥感资料的分析,对矿区外围及周边稀土资源分布进行研究,找到这些地区仍有稀土资源存在的证据,为矿山寻找接替资源,增加矿山储量提供依据。

包钢高炉冶炼白云鄂博矿的长寿技术进步

从设计、生产操作与维护等方面,对包钢高炉冶炼白云鄂博矿的长寿技术进步进行了系统总结,并指出了目前高炉长寿存在的问题。认为:炉身下部和炉腰寿命一直是包钢高炉长寿的薄弱环节,应及时跟踪6、4号高炉铜冷却壁的使用情况,适时推广到其他高炉;保持充足的炉温,减少铁水环流的侵蚀,是使炉缸侵蚀从"象脚"状向"锅底"状转变的有效措施;应尽量减少入炉有害元素,同时建立有效的排碱制度,定期排碱;加强炉役后期的管理,建立有效的管理制度。