近日,一則振奮人心的消息在礦業(yè)領(lǐng)域引起軒然大波——中國地質(zhì)學(xué)家在新疆塔里木盆地北緣的庫拜盆地發(fā)現(xiàn)了一個巨型鋯礦。根據(jù)數(shù)據(jù)提供,該礦床的鋯石潛在礦物量大于200萬噸,這一發(fā)現(xiàn)猶如一顆重磅炸彈,為我國的資源儲備注入了一劑強心針,具有重要的戰(zhàn)略意義與經(jīng)濟價值。本文我們來分析我國鋯礦的現(xiàn)狀及其鋯礦的采礦、鋯礦選礦方法介紹。
一、我國鋯礦資源現(xiàn)狀
鋯作為戰(zhàn)略礦產(chǎn)資源的一種,在現(xiàn)代工業(yè)中數(shù)關(guān)鍵礦種,尤其在軍工業(yè)、半導(dǎo)體等領(lǐng)域。然而,長期以來,我國的鋯礦資源儲量在全球占比很低,僅約為0.71%,總量約50萬噸。我國鋯礦主要分布在內(nèi)蒙古、海南等地,內(nèi)蒙古多為原生堿性花崗巖型鋯礦,海南則以海濱砂礦為主,此外,廣東、云南、廣西等地也有少量分布。但這些資源位較低、地質(zhì)條件復(fù)雜,開采難度較大,導(dǎo)致國內(nèi)產(chǎn)量遠遠無法滿足市場需求。
據(jù)統(tǒng)計,我國年鋯需求早已超過70萬噸,進口依賴率一度高達90%。長期以來,我國不得不從澳大利亞、南非等鋯礦資源豐富的國家大量進口鋯精礦和鋯英砂,不僅使得我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展受限于人,還面臨著價格波動風(fēng)險。
而此次,新疆發(fā)現(xiàn)的巨型鋯礦,猶如一場“及時雨”,為我國鋯礦資源困局帶來了轉(zhuǎn)機,其儲量超過200萬噸潛在礦物量,相當(dāng)于我國現(xiàn)有儲量的4倍,直接達到超大型規(guī)模,這不僅大大地提升了我國鋯礦資源的家底,在全球范圍內(nèi)也占據(jù)了相當(dāng)重要的地位。
二、新疆鋯礦礦石特性
新疆此次發(fā)現(xiàn)的超200萬噸鋯礦,屬古河湖相鋯石砂礦床,從礦物含量上看,該礦的鋯石含量在0.10%-0.45%之間。雖從數(shù)值上并非很高,但結(jié)合其超大型的儲量規(guī)模,使得可開采利用的鋯石總量極為可觀。并且,該礦床伴生資源豐富,伴生的鈮、鉭等稀有金屬品位達0.01%-0.03%,在開采鋯礦的同時對伴生資源進行綜合開發(fā)利用,能大程度提升資源開發(fā)的經(jīng)濟效益與綜合價值。
三、鋯礦采礦方法
新疆該鋯礦200萬噸的潛在礦物量,按年開采10萬噸計算,可穩(wěn)定供應(yīng)20年以上,能將我國鋯礦對外依存度從90%降至60%以下。從開采條件來看,新疆地區(qū)地勢相對平坦,交通基礎(chǔ)設(shè)施也在不斷完善,無論是礦石開采過程中的設(shè)備運輸、人員調(diào)配,還是開采后的礦石運輸至加工廠,都能較為便利地實現(xiàn)。
1、新疆該鋯礦適宜的采礦方式
結(jié)合該鋯礦“埋藏淺、礦體厚、品位均勻”以及產(chǎn)地地勢平坦、交通便利等特性,露天開采法更為合適。
臺階式開采:將礦體劃分為10-15米高的臺階,采用液壓挖掘機配合自卸卡車進行開采,單臺階推進速度可達30米/月,年采剝總量可達500萬噸。
爆破:由于礦石為疏松砂巖,無需傳統(tǒng)硬巖開采的高強度爆破,可采用“預(yù)裂爆破+松動爆破”組合工藝,炸藥單耗少,既降低了成本,又避免了鋯石因劇烈沖擊而過度破碎。

剝離與開采:利用礦體淺埋優(yōu)勢,可采用“邊剝離邊開采”模式,前期剝離的廢石可直接用于修筑礦區(qū)道路和尾礦庫壩體,實現(xiàn)廢料資源化,減少外排成本。
2、常規(guī)鋯礦采礦方法
地下開采:對于埋藏較深的鋯礦,常采用地下開采方式。像一些硬巖型鋯礦,由于礦體在地下深處,需要通過豎井、斜井等開拓方式進入礦體區(qū)域。有無底柱分段崩落采礦法、分段空場法等。

dredging開采:對于濱海沉積型鋯石砂礦,常采用dredging開采方式,即通過專門的采挖設(shè)備在海底或海灘進行采挖。
四、鋯礦選礦方法
一般,硬巖型鋯礦往往需要復(fù)雜且高能耗的磨礦流程,來實現(xiàn)鋯礦物的解離,而新疆該鋯礦礦床鋯石嵌布粗、礦石疏松,相較于硬巖型原生鋯石礦,磨礦耗能小,選礦成本低。因此,針對該鋯礦礦石特性而言,可采用“重選為主、磁選為輔”的聯(lián)合流程,實現(xiàn)低成本高回收。模擬流程如下:

破碎與磨礦:可采用“粗碎+半自磨”的短流程方式,先用顎式破碎機將礦石破碎至-50mm,在進入半自磨機,磨至-0.15mm占85%即可,該流程可避免過磨導(dǎo)致的能耗浪費。
重選:主要用于粗選階段,將磨礦產(chǎn)品給入螺旋溜槽重選設(shè)備,利用鋯石與脈石的密度差實現(xiàn)分離,可使粗精礦鋯石回收率可達85%以上,該設(shè)備無藥劑消耗,是成本控制的關(guān)鍵。
磁選:作為精選段作業(yè),重選后的粗精礦中含有少量含磁性礦物,可通過濕式磁選機除雜,而非磁性產(chǎn)品則進入搖床進行二次富集,可獲得最終鋯精礦。

伴生資源回收:經(jīng)搖床精選獲得的尾礦中,可通過強磁選方法回收其中的鈮、鉭礦物,再經(jīng)浮選進一步提純,進而獲得鈮鉭精礦。
以上便是我國鋯礦現(xiàn)狀、新疆鋯礦特性及模擬的該該鋯礦采礦、選礦方法的介紹。實際上,新疆巨型鋯礦的采礦與選礦方法,無法簡單套用傳統(tǒng)技術(shù),需根據(jù)樣式特性進行量身定制。鑫海礦種在鋯礦采礦和選礦方面有著豐富的經(jīng)驗,可提供采礦、選礦、尾礦庫服務(wù)為一體的總承包服務(wù),包含采-選-尾礦庫的技術(shù)咨詢及試驗研究與礦山設(shè)計、成套設(shè)備制造與采購、土建工程施工及安裝、調(diào)試與交付、礦山建設(shè)管理、礦山生產(chǎn)運營管理和服務(wù)。
在鋯礦采選方面,鑫海礦產(chǎn)承接過多個項目,包括廣西、海南、廣東、江蘇及莫桑比克等鋯礦及鋯鈦礦項目。

(山東鋯鈦礦項目)

(廣西鋯鈦礦項目)

(海南鋯鈦礦項目圖)

(莫桑比克鋯鈦礦項目圖)