作者:甘晓 来源:中国科学报 发布时间:2012-9-14 7:55:53
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中国钨资源告急
 
■本报记者 甘晓
 
仅剩23年的开采保证年限,供应了全球钨需求量的80%,在国际竞争中缺少话语权……这就是我国优势矿产资源——金属钨所面临的现状。
 
长期以来,我国钨资源因储量、产量和出口量位居世界第一,而被业内人士称为“三个第一”。然而,经过多年开采,我国已面临严重的钨资源危机,不仅体现在数量上,也体现在质量上。
 
近日,在以“基于钨的稀有金属资源高效提取与循环利用”为主题的第430次香山科学会议研讨会上,会议执行主席、广州有色金属研究院院长邱显扬指出:“如何高效提取和开发钨资源,提高钨资源的应用价值,已成为我国从钨资源大国走向钨资源强国的当务之急。”
 
资源危机凸显
 
江西省大余县是我国最早发现黑钨矿的县,一直被誉为“中国钨业发祥地”,却在2011年底公布的“全国第三批资源枯竭城市”名单中榜上有名。
 
大余县的变迁是我国钨资源危机的一个缩影。据统计,从2003年至2011年,我国钨矿储量从420万吨降低至190万吨,减少了54.8%。而按照我国2010年钨资源的生产能力计算,目前钨基础储量的开采保证年限仅剩23年。
 
更加令人担忧的是,钨矿资源质量问题也相当严重。邱显扬告诉《中国科学报》记者:“随着钨矿资源的逐年开采,钨矿山品位呈逐年降低的趋势。”
 
矿物学上,金属钨在成矿过程中形成钨酸盐类,其中黑钨矿(钨锰铁矿)和白钨矿(钨酸钙矿)最具有工业价值。黑钨矿成分相对简单,易于采选。而白钨矿富矿少、组分复杂、品位较低。长期以来,这种低品位的复杂钨原料尽管占全国钨资源储量的70%,仍然难以得到与黑钨矿媲美的青睐。
 
正因如此,我国以前消耗的大部分是黑钨矿。然而,目前的现实是,“黑钨资源越来越接近枯竭,以白钨矿为主的局面已经形成。”中国工程院院士、北京矿冶研究总院研究员孙传尧直言不讳地说。
 
冶金难题亟待解决
 
低品位钨矿中,往往含钼、磷、砷、硅等杂质,增加了冶金提取的难度。目前,钨与高含量杂质分解技术尚未成熟,现有的萃取法、离子交换法和沉淀法不仅消耗大量化学试剂、造成环境污染,过量辅助材料的加入还将对后续工序带来困难。
 
“我国的钨湿法冶炼水平居世界领先地位,工业上用氢氧化钠分解白钨矿并广泛推广。”中南大学冶金科学与工程学院教授赵中伟告诉《中国科学报》记者:“过去,这在国外认为是不可能进行的。”
 
但是,就算碱用量增加4到6倍,低品位钨矿的分离仍然未能取得良好效果。据统计,我国钨冶炼废渣中钨含量高达2.5%,每年钨精矿损失高达3550吨,相当于一个大型钨矿的产量。而碱用量的增加则将导致加工费用的居高不下,辅助原料及热、动能消耗的大幅增加。赵中伟认为,现有技术单独以低品位钨矿为原料进行生产,因成本过高而无法实现经济冶金。
 
同时,钨矿冶金环境污染严重。最新数据显示,我国钨冶炼废水年排放量达1600万吨,废水的各项指标均远超国家标准。而国内钨冶炼企业的工艺均无法实现废水零排放。“萃取工艺排放高浓度的硫酸钠废水、离子交换工艺则排放大量低浓度含盐废水。”邱显扬说。
 
高端产品缺乏
 
中国工程院院士、北京工业大学教授左铁镛指出:“钨是现代国防中不可替代的‘战略金属’,其工业制品也应是整个行业关注的焦点。”
 
近年来,我国钨制品制备取得了长足进步,产量占世界的40%以上,稳居世界第一。然而,在性能上,国内钨制品主要以中低档为主。“高精度、大尺寸、复杂钨制品零部件以及功能梯度合金的制备技术、装备水平与国外差距较大,产品密度、硬度、断裂韧性等性能还无法满足现代工业和国防工业对钨制品的要求。”邱显扬说。
 
硬质合金制品是一种主要的钨制品。目前,国内共有硬质合金企业600多家,制造高精密刀具、模具和工程机械配件等高附加值产品的比重极低。
 
这是由于国内钨制品的纯度、粒度和均匀性控制尚未得到有效解决,企业技术质量标准建设滞后。据调查,多数企业科技投入少,研发投入不到销售收入的1%,直接影响了原创高端产品的突破。
 
同时,废旧硬质合金中钨含量约40%到95%,美国废硬质合金利用率已占其钨总用量的35%到40%。而据估计,目前我国二次钨资源的利用率仅为24%左右。提高钨制品的二次资源回收率,则有望实现钨资源、能源和环境的可持续发展。对此,邱显扬指出,钨材的解离及钨化物提纯、转化行为是这一过程亟待突破的关键性技术。
 
除此之外,与会专家一致认为,积极开发矿山循环利用清洁生产技术、钨矿物与伴生元素的分离及新一代钨基合金的材料性质,才能解决当前低品位钨资源面临的开采、冶炼和制造问题,最终实现钨资源的绿色、高效开发,从而推动整个钨工业的崛起。
 
《中国科学报》 (2012-09-14 A1 要闻)
 
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