低品位菱镁矿资源开发利用研究

高玉娟，闫平科

（辽宁工程技术大学资源与环境工程学院，辽宁 阜新 123000）

低品位菱镁矿资源开发利用研究

高玉娟，闫平科

（辽宁工程技术大学资源与环境工程学院，辽宁 阜新 123000）

本文总结分析了国内外菱镁矿的选矿及利用现状，分析了菱镁矿开发利用过程中存在的问题。提出开发高附加值的晶须产品及精细化工镁盐产品是低品位菱镁矿开发利用的主要方向。

低品位菱镁矿；开发；利用

1 引言

菱镁矿主要成分是碳酸镁，属三方晶系，集合体常为粒状或致密块状，呈白色、灰白色，含铁者呈黄至褐色，含钴者呈淡红色，玻璃光泽，硬度3.5～4.5，密度2.9～3.1g/cm3。菱镁矿加热到640℃以上时，分解为氧化镁和二氧化碳，其体积显著收缩。

菱镁矿是我国优势矿产资源之一，已探明储量30亿t，约占世界探明储量的1/4，居世界之首，主要集中于辽宁南部，储量达25.8亿t，占我国总探明储量的86%。菱镁矿资源无论在数量上还是质量上都具有得天独厚的优势，为我国镁盐工业的发展奠定了坚实的物质基础。然而由于菱镁矿资源的持续开发和高附加值镁盐产品对原材料要求的不断提高，能直接满足生产要求的菱镁矿(氧化镁含量43%～47.8%)资源越来越少。同时由于菱镁矿资源的粗放经营，导致优质资源相对短缺，而占我国菱镁矿储量1/3的低品位菱镁矿(氧化镁含量35%～42%)资源却被闲置或废弃堆放，造成资源极大浪费，也导致生态破坏和环境污染。因此对低品位菱镁矿开发利用迫在眉睫。

2 选矿现状

国外对菱镁矿的选矿提纯进行了较深入的研究。20世纪70年代日本用静电选矿方法进行了菱镁矿选矿试验，利用矿物整流性的临界电位的不同，使不同矿物分离；希腊用选择性增强矿物磁性的方法进行菱镁矿磁选；前苏联采用化学选矿法提高天然菱镁矿的纯度，如盐酸法、铵法和碳酸氢盐法[1]。

化学选矿中的盐酸法虽然反应时间短，提纯效率较高，然而生产工艺复杂，同时也会引发环境问题；铵法提纯不仅需要高浓度的反应原料，同时需要在高温下进行反应，能耗高，生产成本高，不利于工业化生产。

我国对菱镁矿选矿提纯的研究，起步虽然较早，但由于产品市场价格及选矿药剂成本问题，以及选矿后深加工手段单一落后，使得选矿提纯效果并不理想。目前我国对低品位菱镁矿的提纯主要采用浮选、热选。浮选提纯菱镁矿存在着工艺流程复杂，投资大等缺点，而且对白云石、方解石中以类质同相存在的氧化铁和氧化钙等杂质分离困难；热选存在能耗高，矿物分离提纯不彻底等缺点。

经选矿后所得菱镁矿精矿煅烧后镁砂中MgO含量最高可达97.84%，但其主要是以菱镁矿(氧化镁含量大于40%)为原料提取有价镁元素，而对其他元素则利用的较少。同时，现有技术中用菱镁矿生产高品质镁盐的工艺也都限于单一产品，不能充分利用生产过程中的副产品。尾矿大量堆放造成环境污染。

3 开发利用现状及存在的问题

3.1 开发利用现状

菱镁矿主要用作耐火材料,其次用于化工原料、建筑材料、提炼金属镁等。目前，菱镁矿的利用正向着高档化、合成化的方向发展，特别是对高纯度、高体积密度和大晶体的烧结镁矿需求量在不断增加。不断提高镁质材料深加工水平、提高产品档次、增加产品附加值是市场竞争的发展趋势[2]。

我国在开发利用菱镁矿过程中，首先筛选除去特级或一级富矿(MgO含量大于46%)用于制备耐火材料及生产高纯镁砂，将二、三级菱镁矿(MgO含量43%～46%)用于制备普通烧结镁砂、镁质耐火泥、炼钢转炉溅渣护炉用轻烧氧化镁球及化工产品(轻质碳酸镁、工业氧化镁、活性氧化镁、氢氧化镁等)，低品位菱镁矿被废弃，不仅造成资源的浪费，而且造成环境污染。废弃的低品位菱镁矿仍含有26%～42%的氧化镁，可被纯化并加以利用，对节约资源、保护资源具有重大意义。

3.2 存在的问题

我国菱镁矿资源无论在数量还是质量上都具有得天独厚的优势。我国菱镁矿资源开发利用过程中存在的主要问题为：

(1) 菱镁矿资源使用过于粗放，低品位菱镁矿没有合理利用，造成资源的利用效率严重偏低。

(2) 由于大多数镁及镁盐行业规模小，技术及装备水平低下，多以技术含量低的低附加值产品为主，资源优势没有得到充分发挥，仍然没有摆脱以资源和环境换取生存的开发模式。

(3) 精细镁盐产品无论在数量还是质量上均不能满足国内外市场需求，仍需进口，严重影响了镁盐企业的经济效益。

4 开发利用方向

我国菱镁矿资源优势使我国成为世界上最大的镁质材料生产国和出口国，然而镁盐企业多以低附加值产品为主，精细镁盐化工产品仍需进口。菱镁矿富矿资源在急剧减少，而低品位菱镁矿却被废弃，因此对低品位菱镁矿开发利用迫在眉睫。菱镁矿的利用现状及国际市场对精细镁盐产品的需求，决定了我国镁盐产品开发必须高值化和系列化，而高值化又依托于功能化、微细化和高纯化。

(1) 开发镁盐晶须产品。

晶须是人工合成的纤维状单晶体[3]，尺寸细小、结晶完美，具有隔热、耐磨耗、耐高温、高强度、高模量及高绝缘性，作为增强组元在金属、陶瓷、树脂等材料中使用，具有增强增韧特性[4]。利用晶须材料能够制备各种耐热、耐磨、耐腐蚀、高强度的新型尖端材料。因此，晶须被广泛应用于机械、电子、汽车、冶金、塑料、陶瓷等工业领域，特别是应用于航空、航天、先进武器装备系统等。因此利用低品位菱镁矿制备各种镁盐晶须产品，如：氧化镁晶须、碳酸镁晶须[5]、氢氧化镁晶须等，不仅可以降低生产成本，提高镁盐产品附加值，大幅降低镁资源的过度开采，而且可以从源头上解决煅烧菱镁矿所造成的环境污染。

(2) 开发镁盐精细化工产品。

低品位菱镁矿通过选矿提纯，可以用于制备高纯氧化镁、氢氧化镁、碱式碳酸镁、硫酸镁、硝酸镁及其他镁盐产品，改变镁盐企业以低附加值的镁盐产品为主的生产局面，提升企业竞争力。

(3) 其他产品。

为了拓宽低品位菱镁矿的利用空间，可利用其生产建材制品、镁水泥、硫酸镁肥料和土壤改良剂等低档次的产品[6]。

综上所述，通过对低品位菱镁矿的有效利用,实现菱镁矿资源的优质优用、物尽其用，提高菱镁矿资源利用率，延长矿山企业服务年限。

5 结语

我国菱镁矿资源开发利用近年来一直处于“一等原料、二等加工、三等产品”的状况，既是对资源的浪费，也是造成企业经济效益低下的原因，因此有必要加大科技力量的投入，发展技术含量高的产品。开发利用低品位菱镁矿，并对其有用矿物综合利用，通过对低品位菱镁矿的选矿提纯，不仅可以充分利用其中的有价元素，实现菱镁矿尾矿的零排放，减少生态破坏及环境污染；而且可以充分利用丰富的菱镁矿资源，得到高质量的菱镁矿精矿粉，为进一步研发具有高附加值的镁盐化工产品创造有利条件，改变我国精细镁盐产品需要进口的现状，提高我国精细镁盐产品在国际市场上的竞争力。

[1]李志锋.辽宁低品位菱镁矿的综合开发利用研究[J].国土资源,2008,(S1):78-79.

[1]邸素梅.我国菱镁矿资源及市场[J].非金属矿,2004,24(1):5-6.

[3]李武.无机晶须[M].北京:化学工业出版社,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]闫平科,马正先,高玉娟.碳酸镁晶须的研究进展概述[J].中国非金属矿工业导刊,2009,(3):23-25.

[6]张兴业.提高我国菱镁矿资源利用率的途径[J].矿产保护与利用,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