勘探重大發(fā)現(xiàn)!云南首個(gè)超大型伴生鈧礦——橫空出世!價(jià)值超750億!
特大型伴生鈧礦的發(fā)現(xiàn)
馬鞍底鐵礦是昆明中地源礦業(yè)有限公司歷時(shí)12年,于2017年11月全面完成馬鞍底鐵礦綜合勘探評(píng)價(jià),取得礦產(chǎn)資源勘探重大成果,在云南首次發(fā)現(xiàn)超大型具有綜合利用價(jià)值的伴生鈧資源,探明鈧Sc2O3氧化物量4023噸,為特大型規(guī)模,鈦TiO2氧化物量452萬(wàn)噸,達(dá)到中型規(guī)模;鐵礦6969萬(wàn)噸,為中型。并已通過(guò)云南省國(guó)土廳的評(píng)審及備案確認(rèn);
中國(guó)國(guó)土資源報(bào)在頭版已進(jìn)行了公開(kāi)報(bào)道。
礦石特性顯著,具備綜合開(kāi)發(fā)條件
(1)馬鞍底項(xiàng)目為巖漿晚期分異形成的釩鈦磁鐵鈧礦該礦石的優(yōu)勢(shì)在于97%的鈧(Sc2O3)集中分布在角閃石中,而角閃石在原礦中的含量達(dá)66.37%,通過(guò)簡(jiǎn)單的物理方法富集后含鈧角閃石(鈧精礦)中Sc2O3平均品位為90.58%。
(2)具有“一礦多用”的優(yōu)勢(shì)。采選1噸礦石可以生產(chǎn)獲得鐵精礦(富集釩達(dá)利用指標(biāo))、鈦精礦兩種主產(chǎn)品;再?gòu)奈驳V中富集含鈧角閃石,從含鈧角閃石提取氧化鈧,提鈧的成本可大大降低。由于市場(chǎng)需求和礦產(chǎn)品價(jià)格的影響,對(duì)采選單一鐵礦石經(jīng)濟(jì)收益影響較大,相對(duì)于采選多礦種鐵礦石企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益影響較小,因此馬鞍底項(xiàng)目具有明顯的礦石采選綜合開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。
這次發(fā)現(xiàn)的“聚寶盆”,價(jià)值超750億
馬鞍底鐵礦鈧資源優(yōu)勢(shì)
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97%的鈧元素集中分布在角閃石中,富集程度高;
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品位較高,原礦平均品位58g/t,富集后可達(dá)90g/t以上;
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通過(guò)選礦擴(kuò)大試驗(yàn)及冶金試驗(yàn)已成功制備氧化鈧Sc2O3(99.98%純度)及鋁鈧合金產(chǎn)品;
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根據(jù)目前的勘探,這是一個(gè)超大型的鈧多金屬礦床,已備案資源儲(chǔ)量4023噸,屬于超大型規(guī)模。如此豐富的礦產(chǎn),都伴生于同一個(gè)礦床之中,在整個(gè)云南地區(qū)屬于首次發(fā)現(xiàn)。
鈧是一種稀散元素,沒(méi)有獨(dú)立礦床,也沒(méi)有相應(yīng)的工業(yè)指標(biāo),通常都是以共伴生的形式賦存于其他礦石之中,提取非常困難,因此價(jià)格非常昂貴,歷史價(jià)格曾經(jīng)超過(guò)黃金4倍,而此次發(fā)現(xiàn)的伴生鈧礦資源儲(chǔ)量超過(guò)4000噸,儲(chǔ)量大、富集程度高,在云南乃至全國(guó)都是首次發(fā)現(xiàn)。
該礦潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值測(cè)算
按照近幾年市場(chǎng)價(jià)格測(cè)算,該礦鈧的價(jià)值超過(guò)600億,鐵和鈦的價(jià)值超過(guò)150億,這個(gè)礦總體潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值超過(guò)750億,堪稱(chēng)找到了一個(gè)“聚寶盆”。
鈧是什么?科普一下
它被稱(chēng)為“光明之子”
鈧,讀kàng,稀土的一種,是一種化學(xué)元素。它的化學(xué)符號(hào)是Sc,是一種柔軟、銀白色的金屬,產(chǎn)量稀少,應(yīng)用廣泛,價(jià)格奇貴。
鈧,是一種極其稀少的稀土元素。據(jù)估算,平均每噸地殼物質(zhì)里,只有約5克的鈧資源。
它是國(guó)家戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備的稀土金屬,主要應(yīng)用于電光源材料和含鈧合金。因?yàn)橘|(zhì)軟,可以制成特種玻璃、輕質(zhì)耐高溫合金,用于國(guó)防、軍工、航天、核能和超導(dǎo)體等。
比較有趣的是,鈧的用途都集中在很光明的方向,稱(chēng)其為“光明之子”也不為過(guò)。
目前廣泛用于電視攝像和廣場(chǎng)、體育館、馬路照明的“鈧鈉燈”,就是以鈧作為電光源材料。在燈泡中充入碘化鈉和碘化鈧,同時(shí)加入鈧和鈉箔,可以有效地減少熱能損耗。一盞相同照明度的鈧鈉燈,可以比普通白熾燈節(jié)電80%,使用壽命長(zhǎng)達(dá)5000-25000小時(shí)。
鈧還是太陽(yáng)能光電池的材料,在金屬-絕緣體-半導(dǎo)體硅光電池和太陽(yáng)能電池中,鈧是最好的阻擋金屬。
在冶金工業(yè)中,用鈧作為合金的添加劑,可以改善合金的強(qiáng)度、硬度和耐熱性能。比如鋁的強(qiáng)度和耐熱性都不高,但是加入少量的鈧后制成的鈧鋁合金,就有很大改善。
鈧在新材料中的應(yīng)用
鈧因其自身特殊物理、化學(xué)性質(zhì),已用于制備鋁鈧合金、燃料電池、鈧鈉鹵燈、示蹤劑、激光晶體等產(chǎn)品,在特種鋼鐵、有色合金、高性能陶瓷、催化劑等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。當(dāng)前眾多應(yīng)用中,鋁鈧合金、燃料電池和鈧鈉鹵燈對(duì)鈧產(chǎn)品的需求量最大。鈧在新材料中的應(yīng)用情況如表1所示,詳細(xì)情況如下。
表1. 鈧在新材料中的應(yīng)用情況
應(yīng)用領(lǐng)域 |
作用或效果 |
鋁鈧合金 |
鋁中加入鈧可有效提高合金的性能,對(duì)強(qiáng)度、硬度、耐熱性、耐腐蝕性和焊接性等有明顯提高。 |
固體燃料電池 |
氧化鈧穩(wěn)定鈰鋯粉作為固體氧化物燃料電池電解質(zhì)材料,實(shí)現(xiàn)了在低溫條件下高電導(dǎo)率,改善了電池性能。 |
激光材料 |
加入鈧后的新型釓鎵鈧激光材料其發(fā)射功率可提高2~4倍,在軍工領(lǐng)域獲得較好使用。 |
電光源材料 |
鈧鈉鹵素?zé)羰歉邏赫魵庖螂娀》烹姸l(fā)光,具有亮度高、光色好、節(jié)電、壽命長(zhǎng)、破霧能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 |
特種鋼和有色合金 |
鈧可顯著改善鋼鑄件性能;鈧可顯著提高鎳、鉻和鎢基耐熱高溫合金抗氧化性;鈧可大幅提高高鉻合金的焊縫拉伸強(qiáng)度等。 |
其它材料領(lǐng)域 |
釔鐵石榴石加入少量鈧可改進(jìn)其磁性;碳化鈧是耐高溫材料,可用于半導(dǎo)體器件等。 |
1、鋁鈧合金
鋁合金中添加微量鈧可以大幅提升鋁合金的強(qiáng)度、塑韌性、耐高溫性能、耐腐蝕性能、焊接性能和抗中子輻照損傷性能,已作為結(jié)構(gòu)材料用于航天、航空、核反應(yīng)堆等領(lǐng)域,在艦船、高鐵列車(chē)、輕型汽車(chē)等領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用前景。
在航天、航空工業(yè)中,鋁鈧合金的應(yīng)用發(fā)展較快。俄羅斯研究的較為系統(tǒng),且已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。他們已開(kāi)發(fā)出四大系列14個(gè)牌號(hào)的鋁鈧合金,四個(gè)系列分別為熱處理非強(qiáng)化可焊Al-Mg-Sc系合金;熱處理強(qiáng)化高強(qiáng)度可焊Al-Zn-Mg-Sc系合金;熱處理強(qiáng)化中強(qiáng)和高強(qiáng)可焊Al-Li-Sc系合金;熱處理強(qiáng)化高強(qiáng)Al-Zn-Cu-Sc系航空合金。如Al-Li-Sc系合金作為飛機(jī)的結(jié)構(gòu)材料,已用于米格-20、米格-29、圖-204客機(jī)和雅克-36直升機(jī)等。國(guó)外其他一些國(guó)家已在大型民用飛機(jī)的承重部件用鋁鈧合金材料代替其他材料,以提高飛機(jī)的綜合性能。
在核工業(yè)、艦船工業(yè)等領(lǐng)域,鋁鈧合金有較強(qiáng)的抗中子輻照損傷性能,可用于核反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)件中。因鋁鈧合金質(zhì)量輕、剛度高、焊接強(qiáng)度大、低熱開(kāi)裂性、優(yōu)良的抗疲勞性能在船舶承重件、高速列車(chē)結(jié)構(gòu)材料、輸油管等方面的應(yīng)用均具有較大潛力。
2、燃料電池
固體氧化物燃料電池(SolidOxide Fuel Cell,SOFC)是一種電化學(xué)發(fā)電裝置,已用于分布式區(qū)域供電,在大規(guī)模發(fā)電、新能源汽車(chē)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。摻雜的氧化鋯因其具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和和良好的氧離子電導(dǎo)率,已在SOFC中獲得實(shí)際應(yīng)用。氧化鈧穩(wěn)定的氧化鋯體系具有較高的電導(dǎo)率,氧離子通過(guò)能力較其它金屬摻雜的氧化鋯體系,提高了1-2倍,可以在相同輸出功率條件下縮小體積1/2-2/3。2013年,氧化鈧穩(wěn)定氧化鋯燃料電池在美國(guó)和日本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化生產(chǎn)及應(yīng)用。
3、鈧鈉鹵燈
金屬鹵化物燈(簡(jiǎn)稱(chēng)金鹵燈)是一種新型節(jié)能光源,具有高光效、高亮度、高顯色、多色調(diào)、長(zhǎng)壽命的特點(diǎn),是高強(qiáng)度放電燈中最有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品,被稱(chēng)為第三代光源,具有廣闊的應(yīng)用前景。鈧鈉鹵燈是開(kāi)發(fā)的最早的一種,在20世紀(jì)80年代初開(kāi)始大批量的投入生產(chǎn)。
4、示蹤劑
示蹤劑是指為觀察、研究和測(cè)量某物質(zhì)在指定過(guò)程中的行為或性質(zhì)而加入的一種標(biāo)記物。目前國(guó)內(nèi)外開(kāi)采油田的主要方式是注水開(kāi)發(fā),一些能隨流體運(yùn)動(dòng)的固體顆?;蚧瘜W(xué)藥劑等被廣泛應(yīng)用于油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中。示蹤劑分為三類(lèi),化學(xué)示蹤劑、放射性同位素示蹤劑、穩(wěn)定性同位素示蹤劑三種。大自然中穩(wěn)定存在的鈧同位素為45Sc,將鈧放在核反應(yīng)堆中,吸收中子輻射,原子核中多一個(gè)中子,形成46Sc,它的半衰期為83.79天。46Sc是人造放射性元素,在自然界中并不存在,可以極為精確地觀察、研究和測(cè)量油井的地質(zhì)特征,提高作業(yè)效率,還具有用量少、環(huán)境及人體危害相對(duì)較小的優(yōu)點(diǎn)。美國(guó)2004年開(kāi)始就將46Sc用于油井示蹤劑,取得了極為良好的探測(cè)效果。
5、激光晶體
立方晶型的氧化鈧具有高折射率、高帶寬、高導(dǎo)熱率等優(yōu)異性能,因而作為激光材料受到人們廣泛關(guān)注。當(dāng)前鈧激光基質(zhì)晶體主要有Gd3Sc2Ga3O12(GSGG)和Y3Sc2Ga3O12(YSGG)兩種,并衍生出摻雜其他稀土元素(例如釹、釔、鉺等)多個(gè)系列的激光基質(zhì)晶體。GSGG的優(yōu)勢(shì)為效率高,(Nd, Cr) : GSGG是同等條件下Nd : YAG的激光效率的2-4倍。另外,還具有強(qiáng)的抗輻射能力,易于長(zhǎng)成大尺寸單晶。鈧系列晶體在醫(yī)學(xué)治療、軍事、金屬加工、環(huán)境研究等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。由于鈧的價(jià)格、供給穩(wěn)定性等問(wèn)題,鈧系列晶體的發(fā)展稍晚,進(jìn)入21世紀(jì)后,德國(guó)、美國(guó)和日本才實(shí)現(xiàn)了鈧晶體的批量化生產(chǎn)并逐步推廣應(yīng)用。
6、特種鋼和有色合金
鈧的性質(zhì)與其他稀土元素類(lèi)似,并且性能更為優(yōu)越,對(duì)于鋼鐵、有色合金中相關(guān)稀土元素的部分替代是完全可行的。鈧可以改善合金的強(qiáng)度、硬度、耐熱性能、耐腐蝕性能等,在合金領(lǐng)域中的應(yīng)用前景非常廣闊。鈧使鑄鐵中石墨球化的作用比稀土元素更有效,可顯著改善鑄件性能;鈧加到鎳、鉻和鎢基耐熱高溫合金中,可顯著提高其抗氧化性;高鉻合金的焊接填料中添加鈧,可大幅提高焊縫拉伸強(qiáng)度;鈧加到Mg基或Ti基合金中,可使合金有較好的機(jī)械、電學(xué)、可塑和穩(wěn)定性能。美國(guó)一直高度重視鈧在合金領(lǐng)域的研究,研發(fā)歷程已持續(xù)了20多年。