一、地质勘查 我国稀土矿产地质勘查工作,在五六十年代根据国家大力发展稀土金属工业急需矿产资源,地质部、冶金部等地质部门积极组织勘查力量,在内蒙古、山东、湖南、湖北、广东、广西、四川、云南等省区部署勘查稀土矿产,探明了一批矿产地。 在北方,勘探出内蒙古白云鄂博式超大型稀土、铌矿床、扎鲁特旗“八○一”大型碱性花岗岩铌、稀土矿床,山东微山县郗山热液脉状稀土矿床以及吉林大栗子铁矿伴生稀土矿和辽宁丹东、凤城等河流冲积型独居石砂矿等。 在南方,50~60年代集中勘探了一批风化壳、残坡积和河流冲积型等砂矿。 70年代以来,赣、湘、粤、闽、黔、川等省勘查稀土矿产又取得了新的重大进展。 在赣南首先发现了世界罕见的淋积型稀土矿新类型矿床,接着在湘南、粤东北、闽西南等也相继发现了类似矿床,稀土元素以重稀土为主(个别的矿床是中、轻稀土)。
稀土元素主要呈离子状态吸附于粘土矿物表面,易采、易提取,具有重要经济价值。 在贵州勘查出与化学沉积作用有关的织金县新华大型稀土磷块岩矿床。 在湖北发现并勘探了鄂西北竹山庙垭大型铌、稀土碳酸岩型矿床;在四川近年来发现并勘探的国内少见的大型热液脉状稀土矿冕宁牦牛坪矿床。 稀土矿由于稀有、稀土元素常共生在同一个矿床中,因而国家制定的《稀有金属矿地质勘探规范》〔简称《规范》〕已包括稀土矿。 只是工业指标,稀有、稀土矿产是分别制定的。
《规范》划分的稀有金属内生矿床及风化壳矿床的4个勘探类型和砂矿床3个类型以及各类型勘探工程密度也适合于稀土矿床。
其勘探类型特征和各类型工程间距在第20章第4节中已有叙述。
稀土金属矿产的勘查程序,一般是在区域地质调查基础上选区而进入普查找矿,视其情况而转入详查、初勘和详勘,直至储量报告编制、提交与审批,均按《规范》规定的程序进行的。 在五六十年代,我国没有稀有金属矿地质勘探规范,基本上是参用原苏联的。 70年代以后,在总结我们的勘探工作经验基础上,80年代初制定了我国的地质勘探规范。 砂矿床一般要做地貌地质、矿区地形地质测量,然后用浅井、砂钻、班加钻、筒口锹等以及重砂分析、化验分析等方法、手段。 稀有、稀土金属矿产,除伟晶岩矿床外,多数矿床所赋存的稀有、稀土元素矿物颗粒细小,含量又低,肉眼不易识别。 因此运用放射性测量、金属测量重砂分析、岩矿鉴定化验分析等基本方法、手段,对发现稀有、稀土矿床曾发挥了重要指示作用。 如湖北庙垭大型铌、稀土矿床是在做1∶20万平利幅区调时发现了庙垭地区有放射性伽马异常,据此进一步进行地表检查发现了这个大型矿床。 内蒙古扎鲁特旗“八○一”大型铌、稀土矿床的发现,也是通过放射性顺检提供了找矿线索,经过进一步工作而发现了这个大型稀土铌钽矿床。 岩矿鉴定化验分析,对不少稀有、稀土矿床最初发现,发挥了重要作用。 如在湘东北地区普查稀有、稀土砂矿时,通过重砂测量、岩矿鉴定,首先发现了平江县南江桥等独居石砂矿,在岳阳新墙河流域,发现并勘探了筻口特大型独居石砂矿。 引用现代高新技术,是今后开展稀有、稀土金属矿产资源勘查的必经之路。
遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)等“3S”高新技术方法手段,对矿产资源区域调查和区带成矿预测乃至资源开发规划,均具有重要作用。 对成熟的物化探、钻探和岩矿测试等技术装备也应更新换代,才能实现快速找矿、快速评价、快速勘探。
稀散金属矿产是随主金属矿产进行地质勘查的,故此从略。 二、矿山开采 我国稀土金属矿山主要是露天开采,仅有个别矿山是地下开采。
露天开采主要是白云鄂博铁-铌、稀土矿山和一些砂矿、淋积型稀土矿以及稀有、稀土风化壳等矿山。 白云鄂博铁-铌、稀土矿山,1956年开始建设,设计规模为1200万t/a,是属大型露天机械化开采的矿山。 其开拓系统为铁路、公路联合开拓运输,采矿方法是全面开采法。 砂矿,主要是海滨砂矿的开采,有国营开采和民采两类。 国营开采有两种方式:一种是以斗轮挖掘机、圆锥选矿机为主或以装载机、螺旋选矿机为主体的移动式开采工艺进行机械化开采,生产规模较大,具有省水、省电、资源利用率高、金属回收率高、成本较低等优点。 自80年代以来,不少矿山采用这种采选联合方式开采海滨砂矿(钛铁矿、金红石、锆石英、独居石、磷钇矿等)。 另一种是用水枪、砂泵开采,螺旋溜槽粗选的开采工艺。
民采主要有三种方式:一是全部是人工开采,手工掏洗,这是一种原始、落后的方法,回收率低,资源浪费严重。 二是半机械化开采,供水和排尾矿实现了机械化,但采矿仍然用人工,选矿仍然用三角槽,回收率也较低,目前仍有许多民营矿山用这种方式开采海滨砂矿和河流冲积砂矿。 三是小型机械化开采,用浮船、砂泵采矿,用螺旋溜槽粗选,用水泵供水,用砂泵排尾矿,采选全部实现了机械化,回收率和资源利用比前两种方式明显提高,工人劳动强度也减轻了,这是今后民采矿山的基本方向。 风化壳淋积型稀土矿床开采简易,因稀土元素以离子状态吸附于粘土矿物表面,矿石呈土状、疏软,用锹、镐和手推车为工具即可开采,因而民采普遍用这简易方法采矿。
稀土元素提取,不需要机械选矿,用较简单的化学处理即可得到混合稀土氧化物。 国营开采已实现简易半机械化或全部机械化,提取工艺也日臻完善。 三、选矿与加工 稀土矿原生矿而言通常是含有多种有用矿物和一些脉石组成的复合矿石,砂矿也是如此,含有一些稀有元素矿物和石英、长石等,而且一般稀土品位较低,不能直接提取稀土氧化物,因此要进行选矿或浸取,获得精矿作为冶炼、提取的矿物原料。 稀土矿选矿,作为工业矿物原料的独居石、磷钇矿等一般采用磁选、浮选得到精矿含稀土氧化物约60%;氟碳铈矿等氟碳酸盐稀土矿物通常用强磁选、重选、浮选得到稀土精矿含稀土氧化物30%~40%。 还有一种选冶联合流程,即将含7%~10%稀土氧化物原矿(富矿),经热泡沫浮选,得到含60%稀土氧化物的精矿。 再用10%的盐酸浸出,除去精矿中的方解石等碳酸盐矿物,使精矿稀土氧化物品位上升至70%。 再焙烧浸出的精矿以除去氟碳铈矿中的二氧化碳,得到含85%的稀土氧化物产品。