＊李曉紅 任滿船 李清海 趙春

（核工業(yè)二一六大隊(duì) 新疆 830011）

鈹是原子能、航空航天不可缺少的關(guān)鍵性材料，是高新產(chǎn)業(yè)發(fā)展的保障性資源和戰(zhàn)略資源之一[1]。

我國(guó)已探明儲(chǔ)量的鈹?shù)V床主要分布在新疆。新疆富蘊(yùn)縣的可可托海綠柱石鈹?shù)V資源位于全國(guó)第一[3]，新疆和布克賽爾縣的白楊河礦床是亞洲最大羥硅鈹石型鈹?shù)V床[4]。白楊河礦床鈹品位低[5]，礦物成份復(fù)雜,以羥硅鈹石為主[6]，礦石難選冶[7]，因前期貧富礦混雜浮選試驗(yàn)效果不佳，至今未能開(kāi)采[8]。當(dāng)今，可可托海鈹?shù)V資源已盡枯竭，接近停產(chǎn)。白楊河礦床面臨轉(zhuǎn)產(chǎn)，其鈹?shù)V石的開(kāi)發(fā)工藝研究迫在眉睫。本文介紹的俄羅斯依爾瑪科夫礦床與白楊河礦床鈹?shù)V物成份相近，期望依爾瑪科夫礦床鈹?shù)V石加工工藝經(jīng)驗(yàn)?zāi)軐?duì)白楊河礦床的鈹資源開(kāi)發(fā)利用有借鑒意義。

1.依爾瑪科夫礦床及加工工藝

(1)依爾瑪科夫礦床

依爾瑪科夫礦床（Ермаковское месторождение）是俄羅斯唯一一個(gè)大型鈹?shù)V床[9]。礦床從1979年到1988年進(jìn)行了露天開(kāi)采。礦床類型為螢石—羥硅鈹石—硅鈹石型礦床，礦石成份復(fù)雜，主要鈹?shù)V物為羥硅鈹石，次要礦物為螢石和石英，礦石中含有F、Be、S、Zn、Pb、Cu、Mo、Co、Cr等元素。

(2)鈹精礦加工工藝特點(diǎn)

ВИМС（全蘇礦物研究所）與OAO“УМЗ”（烏爾賓斯基冶金工業(yè)有限責(zé)任公司）聯(lián)合，用硫酸法成功浮選含螢石—羥硅鈹石—硅鈹石（BeO 0.3%～1.3%）鈹?shù)V石，證明了含氟羥硅鈹石工業(yè)加工可能性。在優(yōu)先浮選條件下，當(dāng)回收率為85%～90%（螢石含量7%～20%）時(shí)，得到BeO含量高達(dá)16.1%的高品位鈹精礦；當(dāng)回收率為85%～87%時(shí)，得到CaF2含量高達(dá)96%～97%不含鈹雜質(zhì)的螢石。鈹精礦加工工藝特點(diǎn)如下：

①采用傳統(tǒng)的試劑和材料（硝酸、氫氧化鋁、被鍛燒的純堿、石灰、石墨電級(jí)、研磨件、固定的織布），在生產(chǎn)中不添加爐料（或少量的純堿），免除了爐料與氟熔煉的階段。

②在煉制含螢石的鈹精礦時(shí)，為避免氟對(duì)氫氧化鈹產(chǎn)生影響，采用“提取—添加爐料”工藝將不含螢石的低品位鈹?shù)V添加到高品位精礦中。因?yàn)閴A性熔煉和硫酸處理應(yīng)用于浮選精礦過(guò)程，精礦中鈹以硅鋁酸鹽形式存在。提取工藝可以降低爐料中氟含量并補(bǔ)充二氧化硅含量，從而在熔煉過(guò)程中形成溶于酸的硅酸鈹。

③將細(xì)粒精礦送入熔爐的環(huán)保方法之一是采用液體玻璃溶液，添加硅酸鈉使其成團(tuán)，借助硫酸獲得易溶熔體，同時(shí)彌補(bǔ)精礦中二氧化硅不足[10]。

④使用天然霞石替代蘇打的優(yōu)點(diǎn)：一是，天然霞石可在磷灰石選礦中獲取，改善了鈹?shù)挠卸旧a(chǎn)條件，降低熔融體溫度150～200℃，二是，免除了高溫條件下氧化鈉分解離析的氣體堵塞氣體凈化過(guò)濾器而導(dǎo)致停止操作[11]。

⑤用液體玻璃與顆粒狀爐料在燒結(jié)窯中燒結(jié)，用硅酸鈉代替有毒的硅氟化鈉，即可獲取含螢石的低品級(jí)鈹精礦。鈹精礦中含螢石，在800℃燒結(jié)很難形成揮發(fā)性氟化鈹。硅酸鈉是保證在回收酸溶鈹?shù)耐瑫r(shí)回收水溶氟化鈉里的氟[12]。

⑥調(diào)節(jié)羥硅鈹石—硅鈹石精礦里的氟，可增加螢石含量達(dá)20%的原料使用量，同時(shí)獲取貴重的氟化鈉。

⑦由于羥硅鈹石—硅鈹石精礦中所含螢石中的氟損壞氫氧化鈹質(zhì)量，建議采用硅酸鈉或者含Na2O 260g/dm2的鋁酸鹽溶液進(jìn)行浸析，完成鈹精礦脫氟[13]。

(3)鈹產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程

鈹精礦中鈹?shù)V物和元素共生組合（鈹含量、二氧化硅、鈣、氟等含量）特點(diǎn)，決定了鈹精礦加工產(chǎn)物是氫氧化鈹或鈹金屬。鈹產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程見(jiàn)圖（圖1）。

圖1 鈹產(chǎn)品生產(chǎn)流程圖（據(jù)ВИМС）

依爾瑪科夫礦床鈹精礦（Be 3%～5%）和（Be 2%～3%）或其混合物與生產(chǎn)廢料一起送礦漿處理區(qū)進(jìn)行活化熱壓。熱壓罐內(nèi)混合物與定量的添加劑混合均勻，循環(huán)熔離。氟化熔離階段，氟化氫銨水溶液（NH4HF2）是主要試劑。堿化熔離階段，氫氧化鈉溶液是主要試劑。

①對(duì)不同鈹熔融礦漿進(jìn)行機(jī)械活化預(yù)處理，可降低試劑消耗量，降低溫度，縮短工期，提高溶液中鈹回收量，降低產(chǎn)品成本。

②鈹含量10%～12%的鈹精礦，在加工量不是很大時(shí)，既可以使用濕式粉碎機(jī)，也可以使用活化功率較小的干式粉碎機(jī)，但都要求循環(huán)使用。

③準(zhǔn)備好的礦漿投入到熱壓爐熔煉4.5～5h，氟化法熔煉溫度為175～185℃，堿法熔煉溫度為210～230℃。

④氟化熔離產(chǎn)生的濾渣，用高溫?zé)崴聪驔_洗回收氟，氟回收率超過(guò)94.5%。脫氟后的熔融體經(jīng)調(diào)節(jié)可獲取不同的建筑材料：墻面磚、人造碎石、礦物棉等。建筑材料中鈹含量為0.01%～0.03%，其中的鈹以非生物活性形式存在。

⑤工業(yè)試驗(yàn)階段，除去鈹化合物中雜質(zhì)，氟化鈹顆?？杉庸こ山饘兮?，氫氧化鈹可生產(chǎn)陶瓷或氧化鈹。該技術(shù)可靈活滿足鈹產(chǎn)品市場(chǎng)需求。

2.白楊河礦床及加工工藝

(1)白楊河礦床

新疆和布克賽爾縣白楊河鈹?shù)V床屬中低溫火山熱液型礦床，已探明鈹?shù)V資源儲(chǔ)量5.2萬(wàn)噸[4]，為亞洲最大的鈹?shù)V床。礦床主要賦礦巖石為花崗斑巖和流紋質(zhì)凝灰?guī)r，礦石類型屬螢石－羥硅鈹石型，鈹品位0.0800%～0.7707%，礦床BeO品位平均為0.1391%，鈹與螢石共生，鈹?shù)V化多賦存在細(xì)小構(gòu)造裂隙內(nèi)。

(2)白楊河礦床加工工藝

2009—2011年，在白楊河礦床進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)（包括酸浸渣試驗(yàn)和原礦試驗(yàn)）及擴(kuò)大連選試驗(yàn)[14-15]，這是國(guó)內(nèi)首次開(kāi)展羥硅鈹石型含鈹?shù)V石浮選試驗(yàn)[16]。試驗(yàn)成果如下：

①酸浸渣試驗(yàn)取得了最終精礦品位BeO 7.72%，BeO回收率81.39%的理想指標(biāo)。

②原礦試驗(yàn)初步確定了試驗(yàn)流程及條件最佳點(diǎn)，取得了浮選最終精礦品位BeO 6.34%，BeO回收率84.23%。

③放大連選試驗(yàn)完成日處理原礦量1.15t，取得了精礦品位BeO 5.96%，BeO回收率75%的指標(biāo)；酸處理初步結(jié)果得到BeO 11.34%的理想指標(biāo)。

存在問(wèn)題：A.實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)因不是大規(guī)模系統(tǒng)性的單因素小型試驗(yàn)，所以獲取的參數(shù)指標(biāo)不是最佳值。

B.未進(jìn)行詳盡的藥劑用量條件試驗(yàn)，探索藥劑種類不夠全面。

C.擴(kuò)大連選試驗(yàn)只對(duì)鈹精礦進(jìn)行了初步的酸處理工作，沒(méi)有后期的酸處理工藝。

D.由于羥硅鈹石粒度較細(xì)，與螢石緊密共生；磨礦過(guò)程礦漿泥化嚴(yán)重、能耗高、浮選效率低。

E.由于螢石與羥硅鈹石的可浮性相似，浮選降低了鈹精礦質(zhì)量，增加了鈹精礦中氟含量，氟含量高于冶煉廠要求指標(biāo)。

F.未進(jìn)行鈹產(chǎn)品的加工工藝研究。

3.白楊河礦床加工工藝研究方向

白楊河礦床鈹?shù)V石組份復(fù)雜，含鈹?shù)V物主要為羥硅鈹石，脈石礦物主要為石英、鈉長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、螢石等礦物，有用礦物羥硅鈹石粒度為20～300μm，賦存于螢石脈之中，礦石中含有Si、Fe、Al、Ca、Mg、Be、P、F、Mo、As等元素。建議從以下幾方面加強(qiáng)研究。

(1)加強(qiáng)物質(zhì)組份研究

鈹?shù)V石組份的復(fù)雜性決定鈹?shù)V石浮選工藝的復(fù)雜性，必須加強(qiáng)礦石物質(zhì)組份的研究[17]。

(2)研究開(kāi)發(fā)新型選礦試劑

研究開(kāi)發(fā)提取劑、抑制劑和調(diào)節(jié)劑等新型選礦試劑，提高鈹?shù)V石回收率[18]。

(3)改善工藝流程

加強(qiáng)全流程工業(yè)試驗(yàn)研究，確保溶浸劑和試劑的多次循環(huán)利用，處理好尾礦和廢渣堆中的有毒鈹，以保障鈹產(chǎn)業(yè)鏈的閉環(huán)和安全環(huán)保。

(4)加強(qiáng)鈹精礦石擴(kuò)大工業(yè)試驗(yàn)研究

加強(qiáng)精礦石選冶擴(kuò)大工業(yè)試驗(yàn)研究，包括精礦石酸化時(shí)間，酸化溫度，硫酸用量，礦石粒度，酸化前后鈹、螢石、氟等組份含量變化和存在狀態(tài)研究[19]，提高產(chǎn)品綜合回收率。

(5)開(kāi)展鈹產(chǎn)品的工藝研究

開(kāi)展鈹產(chǎn)品的工藝研究，以獲得合格的鈹產(chǎn)品，滿足市場(chǎng)需求。

4.結(jié)論

（1）俄羅斯依爾瑪科夫含螢石-羥硅鈹石-硅鈹石型鈹?shù)V床，主要鈹?shù)V物為羥硅鈹石，次要礦物為螢石和石英，礦石中有害組分主要為F，鈹浮選采用硫酸法。

（2）新疆白楊河礦床為羥硅鈹石—螢石型鈹?shù)V床，主要鈹?shù)V物為羥硅鈹石，脈石礦物主要為石英、長(zhǎng)石和螢石，礦石中有害組分主要為Ca和F，鈹浮選采用硫酸法。

（3）白楊河礦床礦石礦物成份與依爾瑪科夫礦床相近。建議可借鑒依爾瑪科夫礦床鈹浮選工藝，優(yōu)化浮選試劑，引用脫氟經(jīng)驗(yàn)，完善鈹精礦酸化處理工藝。

（4）借鑒依爾瑪科夫礦床鈹產(chǎn)品生產(chǎn)流程，開(kāi)展鈹產(chǎn)品的工藝研究，以獲得合格的鈹產(chǎn)品，滿足市場(chǎng)需求。