1. 测量高温的方法
测量高温的方法有很多。
我们平时常用的玻璃温度计多为水银温度计,里边装的是汞。汞的沸点为356.95℃,这对于测 量一般气温是足够用的。但是,工业上有时要测量上千度的温度,这样一来,水银温度计就 不能用了。人们于是找到了金属镓来帮忙。
测量高温可以利用镓,镓的沸点很高,为2070℃,但熔点很低,只有29.78℃。也就是说,把镓入在手上,人的体 温就能使之熔化。这一性质决定,用镓来测量29.78℃到2070℃内的温度最为适宜。人们把 镓充入耐高温的石英细管中,做成高温温度主,广泛用于工业领域。
测量高温可以用热电偶温度计,它用于超高温的测量,它的的工作原理是:
两种不同的导体接触构成回路时,回路中将产生电势,这种电势的大小直接与两个接点之间的温度差有关,这种现象称为热电效应。利用热电效应制成的感温元件就是热电偶,利用热电偶作为感温元件组成的温度计就是热电偶温度计。
在古典电子理论中,热电势由温差电势和接触电势两部分构成。
温差电势是由均质导体的两端温度差引起的。接触电势是当两种不同的导体A与B接触时,因两者的自由电子密度不同,在接触点产生电子扩散,而形成的电势。接触电势不但是温度t的函数,其对热电势的贡献也远比温差电势大。
测出热电偶因为温度变化产生的热电势,根据热电势和温度变化之间的函数关系就能知道引起热电势的温度值。
我所知的目前测量的温度可以精确到0.1度,再精确些在技术上也是可以做到的,但是过分精确的实际意义并不大。
测量高温可以用到热电偶,耐热温度要大于热电阻,但价格是热电阻的三四倍。一般的砖厂都用热电阻,最高耐热温度也能达到1300度。不管是哪一种,他们输出的都是电流信号,通过变送器将这些电流换算成4-20mA的电流,然后再输送到数显仪,变成你要的数据。
2. 镓金属多少钱
2005年年初以来,金属镓价一直稳定在3000-3200元/公斤,出口价格也一直在320-340美元/公斤运行。
3. 镓能腐蚀金属锁吗
镓的熔点很低,30摄氏度时就成为了液态,液态的镓就可以与其他金属生成合金,能腐蚀金属,镓不能放在金属容器中。
镓是灰蓝色或银白色的金属,符号Ga,原子量69.723。镓的熔点很低,沸点很高。纯液态镓有显著的过冷的趋势,在空气中易氧化,形成氧化膜。
由于镓在地壳中的浓度很低.在地壳中占重量的0.0015%。它的分布很广泛,但不以纯金属状态存在,而以硫镓铜矿(CuGaS2)形式存在,不过很稀少,经济上也不重要。
镓是闪锌矿,黄铁矿,矾土,锗石工业处理过程中的副产品。
自然界中常以微量分散于铝土矿、闪锌矿等矿石中。由铝土矿中提取制得。
在高温灼烧锌矿时,镓就以化合物的形式挥发出来,在烟道里凝结,镓常与铟和铊共生。经电解、洗涤可以制得粗镓,再经提炼可得高纯度镓。
(3)金属镓价格扩展阅读:
镓在巴黎由布瓦博得朗于1875年发现。他在闪锌矿矿石(ZnS)中提取的锌的原子光谱上观察到了一个新的紫色线。他知道这意味着一种未知的元素出现了。
布瓦博得朗没有意识到的是它的存在和属性,都已经被门捷列夫成功预言了,他的元素周期表显示出在铝下面有个间隙尚未被占据。他预测这种未知的元素原子量大约是68,它的密度是5.9g/cm³。
在1875年11月,布瓦博得朗提取并提纯了这种新的金属,并证明了它像铝。在1875年12月,他向法国科学院宣布了它。
时下世界90%以上的原生镓都是在生产氧化铝过程中提取的,是对矿产资源的一种综合利用,通过提取金属镓增加了矿产资源的附加值,提高氧化铝的品质降低了废弃物“赤泥”的污染,
因此非常符合当前低碳经济以最小的自然资源代价获取最大利用价值的原则。镓在其它金属矿床中的含量极低,经过一定富集后也只能达到几百克/吨,因而镓的提取非常困难,
另一方面,由于伴生关系,镓的产量很难由于镓价格上涨而被大幅拉动,因此,原生镓的年产量极少,全球年产量不足300吨,是原生铟产量的一半,如果这种状况不能得到改善,未来20-30年这些金属镓将会出现严重短缺。
参考资料来源:网络-镓
4. 锗和镓的市场价格
从今年二月底开始,金属锗价开始攀升,到七月初,金属锗价已经达到了7600-7800元/公斤的高位,出口价格也在840-860美元/公斤左右。
金属锗价已经从七月初的7600-7800元/公斤上涨了100元/公斤,出口价格也从840-860美元/公斤上涨了20美元/公斤。氧化锗价亦水涨船高,涨到了5300-5500元/公斤,出口价格也从七月初的620-640美元/公斤涨到了640-660美元/公斤。分析人士认为,锗市供应紧张的局面不会在短时间内缓解,锗价仍会继续走高,并有望在年底前涨至1000美元/公斤的近年最高点。
2005年年初以来,金属镓价一直稳定在3000-3200元/公斤,出口价格也一直在320-340美元/公斤运行。市场分析人士认为,金属镓价之所以能够在这么长的时间内保持稳定,主要是因为中铝总公司对各分公司生产的金属镓进行了严格的出口限价。正是有了这种限价策略,才使得中国乃至全球镓价得以在较长时间内保持稳定。
5. 谁能帮我卖掉金属镓
这样的事情有好几种方法可以卖掉。第一。你可以联系你原来的卖方。第二。你的朋友《和你合伙的朋友》可以帮你。我的回答看看是否可以帮你
6. 1克镓多少钱
10克40元,零卖的价格,一般很少有拆的更零散的卖的镓,
因为这个金属的包装问题,所以一般10克已经是最小重量了。
还有不明白的,可以找我。
7. 氮化镓 求氮化镓是否可以分离,从而得到金属镓
这个太难了,目前普通的方法很难得到。氮化镓是很稳定的化合物。这就好比从食盐里分离出金属钠一样,不太可能。 当然了,不排除采用一些特别极端的手段,只不过不是这里讨论的范围了。
8. 镓是什么为啥热门了
[ jiā ]
镓(Gallium)是灰蓝色或银白色的金属,符号Ga,原子量69.723。镓的熔点很低,但沸点很高。纯液态镓有显著的过冷的趋势,在空气中易氧化,形成氧化膜。
基本信息
中文名称:镓
外文名称:Gallium
元素符号:Ga
原子量:69.723
发现人:布瓦博得朗
CAS号:7440-55-3
原子序数:31
每层电子排布:2,8,18,3
密度(20℃):5.91g/cm³
熔点:29.8℃
密度(25℃):5.904g/cm³
EINECS号:231-163-8
危险品运输号:UN 3264 8/PG 3
沸点:2403℃
发现时间:公元1875年
镓在地壳中的浓度很低。在地壳中占总量的0.0015%。它的分布很广泛,但不以纯金属状态存在,而以硫镓铜矿(CuGaS2)形式存在,不过很稀少,经济上也不重要。镓是闪锌矿、黄铁矿、矾土、锗石工业处理过程中的副产品。
自然界中常以微量分散于铝土矿、闪锌矿等矿石中。由铝土矿中提取制得。在高温灼烧锌矿时,镓就以化合物的形式挥发出来,在烟道里凝结,镓常与铟和铊共生。经电解、洗涤可以制得粗镓,再经提炼可得高纯度镓。
时下世界90%以上的原生镓都是在生产氧化铝过程中提取的,是对矿产资源的一种综合利用,通过提取金属镓增加了矿产资源的附加值,提高氧化铝的品质降低了废弃物"赤泥"的污染,因此非常符合当前低碳经济以最小的自然资源代价获取最大利用价值的原则。镓在其它金属矿床中的含量极低,经过一定富集后也只能达到几百克/吨,因而镓的提取非常困难,另一方面,由于伴生关系,镓的产量很难由于镓价格上涨而被大幅拉动,因此,原生镓的年产量极少,全球年产量不足300吨,是原生铟产量的一半,如果这种状况不能得到改善,未来20-30年这些金属镓将会出现严重短缺。
物理性质
淡蓝色金属,在29.76℃时变为银白色液体。液态镓很容易过冷即冷却至0℃而不固化。微溶于汞,形成镓汞齐。镓能浸润玻璃,故不宜使用玻璃容器存放。
受热至熔点时变为液体,再冷却至0℃而不固化,由液体转变为固体时,其体积约增大3.2%。硬度1.5~2.5。常温时镓在干燥空气中稳定。
很容易水解,尤其是在生理学的pH值下。纯镓是银白色的,可以浸润玻璃,沸点很高,在大约1500℃时有很低的蒸汽压。
熔点: 29.76℃ ;沸点:2403℃ ;密度 5.904g/cm³
化学性质
外围电子排布4s4p,位于第四周期第ⅢA族。
在潮湿空气中氧化,加热至500℃时着火。室温时跟水反应缓慢,跟沸水反应剧烈生成氢氧化镓放出氢气。加热时溶于无机酸或苛性碱溶液。能跟卤素、硫、磷、砷、锑等反应。
镓在干燥空气中较稳定并生成氧化物薄膜阻止继续氧化,在潮湿空气中失去光泽。与碱反应放出氢气,生成镓酸盐。能被冷浓盐酸浸蚀,对热硝酸显钝性,高温时能与多数非金属反应;溶于酸和碱中,镓在化学反应中存在+1、+2和+3化合价,其中+3为其主要化合价。镓的活动性与锌相似,却比铝低。镓是两性金属,既能溶于酸(产生Ga)也能溶于碱。镓在常温下,表面产生致密的氧化膜阻止进一步氧化。加热时和卤素、硫迅速反应,和硫的反应按计量比不同产生不同的硫化物。
生理学:还没有发现镓有生理微量元素的功能。和铝一样,它只通过肠道很微量的吸收。可以利用三氧化二镓在老鼠、家鼠、狗肺部沉积的数据。
皮下注射镓后,镓在组织中的分布模式是定时的,这和静脉注射很相似。镓在组织中的分布模式取决于摄入镓的剂量。主要的排泄渠道是尿液。癌症患者对镓的清理分为两阶段,半衰期分别为87分钟和24.5小时。
镓的毒性是和生物的种类相关的。在服用浓度高于750mg/kg时才会表现出对人肾脏的毒性。对老鼠的实验表明,镓会导致镓,钙和磷酸盐在肾中的沉积,这会堵塞肾腔。
分析化学:Dymov和Savostin曾对镓的分析化学作了全面的回顾。由于镓在环境中的浓度很低,灵敏度是选择探测方法时的主要问题。由于这个原因,最常用荧光计和中子活化法。可以在测量前对样品进行浓缩,例如,通过溶剂提取,提高了灵敏度,但增加了劳动量。8-羟基醌常用于生物材料中镓的荧光测定法。水杨醛二氯腙化碳作为荧光物质,使探测极限降到了2ng/L。pyrrolidinecarbodithioate和二乙基二硫代氨基甲酸盐的混合物用于在中子活化法前提取镓。镓的探测极限可以达到1ng/L。
原子序数:31
原子量:69.72
共价半径:125皮米
离子半径:82皮米
第一电离能
578.8kJ/mol
电负性
1.6
毒理性质:镓的毒性是和生物的种类相关的。在一项研究中,老鼠的LD50大于220mg/kg,狗的只有18mg/kg。狗的死亡是由于肾功能的衰竭。
镓和镓的化合物有微弱的毒性,但是没有任何文献表明镓有生殖毒性。相反,硝酸镓可以用于治疗某些疾病。镓容易附着到桌面、手、还有手套上留下黑色的斑迹。
折叠编辑本段应用领域
折叠工业用途
制造半导体氮化镓、砷化镓、磷化镓、锗半导体掺杂元;纯镓及低熔合金可作核反应的热交换介质;高温温度计的填充料;有机反应中作二酯化的催化剂。
镓的工业应用还很原始,尽管它独特的性能可能会应用于很多方面。液态镓的宽温度范围以及它很低的蒸汽压使它可以用于高温温度计和高温压力计。镓化合物,尤其是砷化镓在电子工业已经引起了越来越多的注意。没有能利用的精确的世界镓产量数据,但是临近地区的产量只有20吨/年。
镓-68会发射正电子,可以用于正电子断层成像。
镓铟合金可用于汞的替代品。
折叠医学应用
在观察到癌组织对67Ga有吸引力之后,美国国家癌症学会指出稳定的镓对于啮齿动物的肿瘤很有疗效。这曾在癌症病人身上试验过。当服用剂量为750mg/kg时,镓对人的肾脏有害。不停的灌输镓的配制药品可以降低镓对肾小管的毒性。
折叠编辑本段制备方法
可由铝土矿或闪锌矿中提取。 最后经电解制得纯净镓。
主要从炼锌废渣和炼铝废渣中回收提取。
工业生产以工业级金属镓为原料,用电解法、减压蒸馏法、分步结晶法、区域熔融法进一步提纯,制得高纯镓。 电解法 以99.99%的工业级金属镓为原料,经电解精炼等工艺,制得高纯镓的纯度≥99.999%。以≥99.999%的高纯镓为原料,经拉制单晶或其他提纯工艺进一步提纯,制得高纯镓的纯度≥99.99999%。
折叠编辑本段储存方法
由于液态镓的密度高于固体密度,凝固时体积膨胀,而且熔点很低,储存时会不断地熔化凝固。所以使用玻璃储存会撑破瓶子和浸润玻璃造成浪费,镓适合使用塑料瓶(不能盛满) 储存。
折叠编辑本段最新研发
2014年9月23日,美国北卡罗来纳州一个科研团队日前研发出一种可进行自我修复的变形液态金属,距离打造"终结者"变形机器人的目标更进一步。
科学家们使用镓和铟合金合成液态金属,形成一种固溶合金,在室温下就可以成为液态,表面张力为每米500毫牛顿。这意味着,在不受外力情况下,当这种合金被放在平坦桌面上时会保持一个几乎完美的圆球不变。当通过少量电流刺激后,球体表面张力会降低,金属会在桌面上伸展。这一过程是可逆的:如果电荷从正转负,液态金属就会重新成为球状。更改电压大小还可以调整金属表面张力和金属块粘度,从而令其变为不同结构。
北卡罗来纳州立大学副教授迈克尔·迪基(Michael Dickey)说:"只需要不到一伏特的电压就可改变金属表面张力,这种改变是相当了不起的。我们可以利用这种技术控制液态金属的活动,从而改变天线形状、连接或断开电路等。"
此外,这项研究还可以用于帮助修复人类切断的神经,以避免长期残疾。研究人员宣称,该突破有助于建造更好的电路、自我修复式结构,甚至有一天可用来制造《终结者》中的T-1000机器人。
9. 有什么金属密度在5点7左右的
镓5.9
镓(Gallium)是灰蓝色或银白色的金属,符号Ga,原子量69.723。镓的熔点很低,但沸点很高。纯液态镓有显著的过冷的趋势,在空气中易氧化,形成氧化膜。
中文名
镓
外文名
Gallium
元素符号
Ga
原子量
69.723
发现人
布瓦博得朗
CAS号
7440-55-3
原子序数
31
每层电子排布
2,8,18,3
密度(20℃)
5.91g/cm3
熔点
29.8 ℃
密度(25℃)
5.904g/cm3
EINECS号
231-163-8
危险品运输号
UN 3264 8/PG 3
沸点
2403 ℃
发现时间
1875年
镓是化学史上第一个先从理论预言,后在自然界中被发现验证的化学元素。1871年,门捷列夫发现元素周期表中铝元素下面有个间隙尚未被占据,他预测这种未知元素的原子量大约是68,密度为5.9 g/cm3,性质与铝相似,他的这一预测被法国化学家布瓦博得朗(Paul Emile Lecoq de Boisbaudran)证实了。[1]
镓在巴黎由布瓦博得朗于1875年发现。他在闪锌矿矿石(ZnS)中提取的锌的原子光谱上观察到了一个新的紫色线。他知道这意味着一种未知的元素出现了。
在1875年11月,布瓦博得朗提取并提纯了这种新的金属,并证明了它像铝。在1875年12月,他向法国科学院宣布了它。
由于镓在地壳中的浓度很低。在地壳中占总量的0.0015%。它的分布很广泛,但不以纯金属状态存在,而以硫镓铜矿(CuGaS2)形式存在,不过很稀少,经济上也不重要。镓是闪锌矿、黄铁矿、矾土、锗石工业处理过程中的副产品。
自然界中常以微量分散于铝土矿、闪锌矿等矿石中。由铝土矿中提取制得。在高温灼烧锌矿时,镓就以化合物的形式挥发出来,在烟道里凝结,镓常与铟和铊共生。经电解、洗涤可以制得粗镓,再经提炼可得高纯度镓。
时下世界90%以上的原生镓都是在生产氧化铝过程中提取的,是对矿产资源的一种综合利用,通过提取金属镓增加了矿产资源的附加值,提高氧化铝的品质降低了废弃物“赤泥”的污染,因此非常符合当前低碳经济以最小的自然资源代价获取最大利用价值的原则。镓在其它金属矿床中的含量极低,经过一定富集后也只能达到几百克/吨,因而镓的提取非常困难,另一方面,由于伴生关系,镓的产量很难由于镓价格上涨而被大幅拉动,因此,原生镓的年产量极少,全球年产量不足300吨,是原生铟产量的一半,如果这种状况不能得到改善,未来20-30年这些金属镓将会出现严重短缺。
10. (三)矿山企业资源综合利用潜力巨大
我国共伴生矿综合回收率在40%以上的矿山企业不足40%,引导和促进矿山企业开展矿产资源综合利用,空间很大。经过几十年的发展,我国形成了鞍本、大冶、攀枝花、包头等大型铁矿基地,金川铜镍及贵金属矿、大厂锡、锑、铟多金属矿和湖南柿竹园等有色金属矿产资源基地,以及白云鄂博、攀枝花、金川三大共生矿床的综合利用示范基地。其共同特点是:资源总量大,综合利用价值高,技术要求高,对推动行业技术进步和带动地方经济发展的作用显著。
专栏1-14 高铝富镓煤资源综合利用潜力评价
高铝粉煤灰中的铝含量普遍高于35%,氧化硅的含量约为48%,还含有许多有价元素,如铁、钛、钒、镓、锗、铟等,是一种极具开发价值的丰富资源。神华准格尔矿集区大力发展综合利用先进技术,形成“一步酸溶法”综合利用技术,从粉煤灰中提取氧化铝,并同时回收制取金属镓和硅等矿物,既节约了采矿成本,发展循环经济和节约经济,又减少了对自然生态环境的破坏,取得了明显的资源效益、经济效益、环境效益和社会效益。
资源效益——准格尔矿区通过绿色矿山建设,露天煤矿的回采率由核定的96%提高到99%,选煤厂回收率提高4%,煤炭利用方面每年盘活煤炭资源480万吨。充分利用低热值劣煤资源,可提高选煤回收率近5个百分点,混合燃料热值约为3400大卡,相当于增加标准煤近1500万吨/年。
经济效益——2015—2034年评价期内,高铝富镓煤综合利用项目总利润是总投资的3倍,净现值也达到较大的规模,除此之外其他各项经济指标均处于良好水平状态。
环境效益——示范基地建成后每年消耗约2500万吨煤及煤矸石,电厂燃烧每年将产生36万吨S O2,经脱硫处理,年排放量不到3万吨;其余产业S O2排放量很少,总共不到1万吨/年,能够达到控制指标。全部循环产业项目均采用先进节水和循环使用措施,实现污水、废水零排放。
社会效益——2011—2015年规划期内,神华集团有限责任公司将投资超过400亿元用于示范基地建设,规划期末建成项目可提供超过3000人的就业机会。到远景期末(2020年),投资将超过1400亿元,示范基地规划项目全部建成投产,年产值超过1700亿元,提供超过23000人的就业岗位。
1.共伴生资源丰富,潜在价值可观
我国矿产资源的特点之一是共伴生矿多。目前,国内已开发利用的141种矿产中,有87种是共伴生矿,占总数的61.7%。全国有色金属矿区中,有85%以上是多元素共伴生矿产。我国银储量的90%,金储量的20%,铂族金属储量的73%是以共伴生矿的形式产出的。有色金属矿床是贵金属矿的重要来源。因此,综合利用好共伴生资源不但能提高资源利用效率和效益,而且能够减少共伴生资源废弃物排放,从而保护环境。
专栏1-15 共伴生矿综合利用实例
攀枝花钒钛磁铁矿 运用自创的氧化钒清洁生产技术(钙法焙烧),解决了长期困扰我国的钒钛磁铁矿提钒的难题,同时实现钒废水和废渣全部利用,使得铁矿中共伴生的钒、钛资源得到有效回收利用。
金川铜镍多金属矿 通过实施铜冶炼废渣选矿等重大项目,采用全湿法工艺对铜、锌、铅、铋、铟进行综合回收和砷的无害化处理,使金川公司综合利用的共伴生元素种类由原来的16种增加到18种。
湖南柿竹园多金属矿 重点开展“崩落法”矿柱回采工艺、全尾胶结充填、高梯度强磁选钨技术的推广应用,在提高开发利用效率的同时,实现了对伴生萤石、钼、铋、钨矿资源的高效利用。
矿产资源潜在价值是指某种探明的可利用资源按其某初级矿产品价格折算的价值,不考虑矿产资源的采选损失、开采要素的成本,从宏观上反映一个国家(或地区)某种矿产资源经济价值。
某一矿种的潜在价值测算公式如下:
SVi=Ri×Pi×Gi×ζi(i=1,2,3,…,n) (1-1)
式中:S Vi——第i种矿产资源潜在价值,单位为亿元;
Ri——第i种矿产资源的资源储量,可以按照“基础储量+各级别的资源量×各级别资源量的可信度系数”进行测算,可信度系数取值按照预查、普查、详查、勘探不同程度取值0.5~0.8;
Pi——第i种矿产品的价格;
Gi——第i种矿产的品位调整系数,可以按照矿产资源储量平均品位/矿产品品位进行测算;
ζi——第i种矿产的储量单位(不同矿产通常使用不同重量单位)换算系数,吨的换算系数是0.00000001,千吨的换算系数是0.00001,万吨的换算系数是0.0001,亿吨的换算系数是1;
n——矿种数。
矿产资源的提取价值是考虑在一定经济技术条件下,查明资源储量经过采选后所产生的初级矿产品市场销售价值,能够比较客观地反映矿产资源在当时技术条件下的价值。矿产资源的提取价值不考虑矿山投资建设和开采成本。
矿产资源的提取价值可以由下列方法进行测算:
EVi=Qi×Pi×Si×Hi×εi(i=1,2,3,…,n) (1-2)
式中:E Vi——第i种矿产资源提取价值;
Qi——第i种矿产资源的资源储量,可以按“基础储量+各级别的资源量×各级别资源量的可信度系数”进行计算;
Pi——第i种矿产品的价格;
Si——第i 种矿产资源的利用系数(利用资源储量/ 资源储量);
Hi——第i种矿产资源的采矿回收率;
εi——第i 种矿产资源的选矿回收率;
n ——矿种数。
专栏1-16 铝土矿共伴生矿潜在价值估算
根据式(1-1)计算全国铝土矿资源的潜在价值。在当前资源及市场条件下,测算全国铝土矿区铝土矿资源的潜在价值为7762.52亿元。铝土矿区共伴生矿产资源的潜在价值为镓459.52亿元,耐火粘土1793.31亿元,煤炭874.16亿元,铁218.70亿元,硫铁矿252.00亿元,钛115.50亿元,共伴生矿产资源潜在价值总计3891.54亿元。
全国铝土矿区的铝土矿及共伴生矿产总潜在价值
专栏1-17 铝土矿共伴生矿提取价值估算
根据式(1-2)测算全国铝土矿区资源的提取价值为铝土矿7028.19亿元,镓273.95亿元,耐火粘土1024.61亿元,煤炭293.27亿元,铁矿180.21亿元,硫铁矿111.30亿元。共伴生矿产资源提取价值总计2084.41亿元。
我国铝土矿区铝土矿及共伴生矿产提取价值
铝土矿主矿产及共伴生资源潜在价值的测算未考虑实际开发利用率,高于铝土矿开发利用的实际经济价值。而提取价值考虑了开发利用率,但不同矿区资源的开发利用水平差别较大,技术及社会经济条件各异,因此,铝土矿主矿产及共伴生资源提取价值与其实际经济价值也存在差异。测算采用初级矿产品价格,而随着产业链的延长,产品加工程度及技术含量提升,铝土矿及其共伴生资源的提取价值亦会提高。所以,提高铝土矿及其共伴生资源开发利用的技术水平是提升提取价值的核心因素。
2.低品位矿产利用取得巨大突破
对低品位矿没有统一的划分标准,是相对于高品位的富矿而言的。低品位矿的界定包括技术条件和经济条件。技术上,低品位矿石指因矿石品位低,现行采选冶技术还不能利用的资源;经济上,低品位矿石指因矿石品位低,开发利用经济效益差的资源。一般的,我们把工业品位以下、边界品位以上的矿石统称为低品位矿(有些可利用的低品位矿的品位甚至在边界品位以下)(图1-69)。
图1-69 圈定矿体指标及品位变化情况
贫矿多、难选矿多是我国矿产资源的又一特点。低品位矿和难选冶矿的利用对于减少矿山废弃物排放和新的矿山开采,从而降低矿业对环境的影响至关重要。如我国铁矿资源中低品位矿数量巨大,开展低品位铁矿开发利用工艺及装备的研究,将低品位、极低品位资源转化为工业可利用资源,对于应对铁矿石供需矛盾突出的局面十分必要。目前,我国一些低品位资源利用技术达到国际先进水平,独立研发了油田稠油开采技术、超低品位铁矿开发利用技术、低品位铜矿利用技术和中低品位磷矿开发利用技术等一批具有重大影响的科技成果。
专栏1-18 低品位矿的综合利用实例
鞍山钢铁集团公司充分利用具有自主知识产权的选矿工艺技术,对以往被当作岩石排弃的品位在15%~20%之间的极贫矿进行回收利用,每年回收利用量多达140万吨。同时在排岩系统中回收磁铁矿资源,对大孤山铁矿、弓长岭露天矿等排岩场建设了节约型的破碎—岩石干选工艺系统,实现了从岩石中在线回收矿石量达200万吨/年以上。
冀东铁矿在低品位铁矿、氧化矿和超贫钒钛磁铁矿的综合利用方面,取得突破性进展。盘活难选贫赤铁矿、残存低品位铁矿石资源量2.1亿吨,为低品位铁矿回收利用提供经验和依据,也为解决全国铁矿山的尾矿堆存物回收利用问题提供技术帮助和示范。此外,通过预先筛分系统和浮选尾矿再磨再选工艺,使尾矿品位下降了2.44%,精矿品位提高了0.5%,对全国同类型矿床的选矿具有很大的推广价值和示范意义。
紫金矿业集团股份有限公司的紫山金矿紧跟市场变化,适时调整品位指标,边际品位从原来的1克/吨降低到0.2克/吨,使得该矿储量从1994年的5.45吨变成2010年的312吨,仅2001年就产黄金17吨,延长了矿山服务年限。此外,萝卜岭铜钼矿采用综合品位圈定矿体,实现了“小矿变大矿”,使得铜金属量增加15倍,达到122万吨;钼增加31.5倍,达到了14.7万吨;特别是它矿体变大、变厚,达到地表,便于采矿,成本大大降低,增加了企业的经济效益和社会效益。
3.尾矿等矿山废弃物综合利用潜力巨大
矿产资源规模化开发使得近年尾矿排放量与日俱增。截至2011年年底,我国尾矿累计堆存量为120亿吨。2007—2011年,年产出量在10亿吨以上(表1-5)。
表1-5 2007—2011年我国主要尾矿产生情况 单位:亿吨
资料来源:《中国资源综合利用年度报告(2012年)》。
尾矿利用呈逐年增长趋势。2011年我国尾矿产量达15.81亿吨,同比增长13.5%;利用量为2.69亿吨,同比增长23.1%,有17%的尾矿得到利用,利用增幅高于堆存增幅近10个百分点,说明综合利用在消化当年尾矿增量的同时,还在消化减少存量。2012年尾矿产量估计将达16亿吨,尾矿综合利用率约为18%,有望实现《金属尾矿综合利用专项规划(2010—2015年)》提出的到2015年全国尾矿综合利用率达到20%的目标(图1-70)。
图1-70 2010—2011年尾矿综合利用情况
资料来源:《中国资源综合利用年度报告(2012)》。
尾矿利用继续提高的潜力巨大。2011年,全国利用尾矿总量为2.69亿吨,同比增长23.1%;综合利用率为17%,同比提高1.3%。尾矿的用途主要有下列形式:尾矿再选回收有用矿物,用作充填材料,用于生产建筑,用作土壤改良剂及微量元素肥料,进行土壤复垦和生态恢复。矿山空场充填是尾矿利用的重要方式,约占尾矿利用总量的53%,其中金矿山、铜矿山及其他有色和稀贵金属矿山、铁矿山是尾矿充填利用的主力军,分别占尾矿利用总量的18.0%、23.6%和11.4%(图1-71)。未来尾矿利用将继续呈增长态势,主要原因一是随着胶结充填采矿技术的推广,产量增长需要充填材料增加;二是新建尾矿库征地越来越困难,成本越来越高。
图1-71 我国尾矿综合利用方式及占比情况
资料来源:《中国资源综合利用年度报告(2012)》。
专栏1-19 矿山废弃物的综合利用实例
甘肃窑街示范基地综合利用煤炭、油页岩、煤层气等多种共伴生资源,在我国首次采用低浓度瓦斯与油页岩炼化尾气发电,有效解决了原来无法开采的煤层气资源利用问题。实现油页岩综合利用能力达到100万吨/年,生产页岩油10万吨/年,相当于新建一座中型页岩油生产基地;利用劣质煤、矸石和瓦斯发电,每年减少固体废弃物排放320万吨,利用瓦斯2000万立方米,相当于我国三大天然气主产区之一的四川盆地1/1000的年产天然气量,发电装机容量220万千瓦;以矿区长期堆存的煤矸石、粉煤灰、烧变岩为原料,生产水泥和免烧墙等建材产品,为当地和周边地区提供了新型建筑材料,在我国西部地区具有重要的推广意义。
安徽铜陵对尾矿库中的尾砂采用磁选、浮选和化学浸出等技术进行再选别,综合回收铜、硫、金、银等有价金属,选别后的尾砂进行井下空区和露天采坑充填,以及尾砂制砖,在实现尾砂零排放的同时,杜绝矿山开采造成的安全隐患,减少生态环境破坏。
4.再生金属循环利用具有广阔前景
再生金属的回收利用,可大大减少矿产资源的开发强度。发达国家工业化进入中后期,通过对废旧金属回收利用大幅减少对原矿资源的依赖。对我国来说,按照金属制品25~30年的使用寿命,经过30多年经济持续快速发展,已经或正在积存大量的废旧产品,尤其是物理化学性质比较稳定、可回收利用的再生金属资源,为我国再生金属资源利用提供了雄厚的物质基础,有望减少对新增矿产资源的消耗(图1-72,图1-73)。
图1-72 2006—2012年我国废钢利用情况
资料来源:废钢协会。
图1-73 2006—2012年我国再生有色金属产量
资料来源:有色金属工业协会。
我国再生金属累积量巨大。自从有统计数据以来,截至2012年年底,我国铝的社会积蓄量约1.7亿吨(表1-6),加之铝的理化性能稳定,损失量很低,国内铝循环利用潜力巨大。随着循环铝比例的提高,未来可以弥补铝资源短缺局面,并可大大降低铝消费所带来的环境和能源压力。
表1-6 我国自有统计数据以来积蓄到社会上的各种形式的铝量
资料来源:《中国有色金属协会统计年鉴》,《全国主要矿产品产供销综合统计与价格通报(2001—2013)》。