锂、铍、铌、钽是稀有金属主要品种,用途甚广。在稀有金属分类中,锂、铍为稀有
轻金属;铌、钽为稀在难熔金属。
锂(Li)是自然界中最轻的金属。银白色,比重0.534,熔点180℃,沸点1342℃。锂是由瑞典化学家
贝齐里乌斯(ius)的学生瑞典人阿尔费德松(son)于1817在分析研究从攸桃岛
(Uto¨)采得透锂长石时首次发现的,贝齐里乌斯把这种新金属称为Lithium。1818年英国人戴维
()通过电解碳酸锂制得小量金属锂。1855年德国人本生()和马提生
(esn)通过电解熔融氯化锂制得较大量的金属锂,并较详细地研究了它的性质。1923年德国
开始锂的工业生产。
锂是活泼金属,很柔软,在氧和空气中能自燃。锂也是一种重要的能源金属,它在高能锂电池、受控热
核反应中的应用使锂成为解决人类长期能源供给的重要原料。锂工业的发展和军事工业的发展密切相关。
50年代,由于研制氢弹需要提取核聚变用同位素6Li,因而锂工业得到了迅速发展,锂则成为生产氢弹、
中子弹、质子弹的重要原料。锂的化合物还广泛用于玻璃陶瓷工业、炼铝工业、锂基润滑脂以及空调、医
药、有机合成等工业。
铍(Be)是钢灰色轻金属。比重1.848,熔点1287℃,沸点2470℃,具有良好的耐腐蚀性和高温强度,
导热率好,γ射线透射性好等性能。1798年法国化学家沃克兰(lin)发现铍的氧化物。1829
年,德国化学家沃勒(¨hler)和法国化学家比西()各自用钾还原氯化铍的方法,分别制得
单质的铍。沃勒将它命名为beryllium(Be),而比西则命名为glucinium(Gl),1957年才由国际纯粉化
学与应用化学联合会(IUPAC)按前者定名。1898年法国人勒博()用电解氟化钠-氟铍酸钠熔体
的方法制得小颗粒的铍。
铍是工业上的重要材料。工业用铍大部分以氧化铍形态用于铍铜合金的生产,小部分以金属铍形式应用,
另有少量用作氧化铍陶瓷等。特别是在原子能、宇航和航空、冶金等领域具有重要用途。在原子能领域,
如利用铍能使中子增殖作试验反应堆的反射层、减速剂和核武器部件等;在宇航和航空工业制造火箭、导
弹、宇宙飞船的转接壳和蒙皮,大型飞船、空间渡船的结构材料,制作飞机制动器和飞机、飞船、导弹的
导航部件,火箭、导弹、喷气飞机的高能燃料的添加剂;在冶金工业中是合金钢的添加剂,还可制作铍铜、
铍镍、铍铝等合金。此外,也用于制作耐火材料与特种玻璃、集成电路、天线等。
铌(Nb)、钽(Ta)属难熔稀有金属,钢灰色,具有比重大(铌8.6、钽16.6)、熔点高(铌2467℃、钽
2980℃)、沸点高(铌4740℃、钽5370℃)、强度高、抗疲劳、抗变形、抗腐蚀、导热、超导、单极导电
及吸收气体等优良特性。铌和钽在元素周期表中同属一族,性质很相似,它们在自然界中共生在一起,赋
存在铌、钽酸盐类矿物中。化学家们在19世纪初也正是从铌铁矿(钶铁矿)-钽铁矿系列矿物中发现了铌、
钽这两个元素。
1801年英国化学家哈奇特(tt)在分析矿石时发现了一种新元素,命名为Columbium(钶),这个
矿石也就称为Columbite(钶矿,现称为钶铁矿,即铌铁矿)。1844年德国化学家罗瑟()宣称他发现
了一种“新”元素,因其性质和钽(tantalum)相似,在自然界和钽共生,钽是按希腊神话人物Tantalus(坦
塔罗斯)命名的,于是就按Tantalus女儿Niobe的名字命名为Niobium(铌)。1866年确定钶和铌是同一个
元素,这样在很长的一段时间里,同一元素出现了两种不同的名称,在美国采用钶,元素符号定为Cb;而
在欧洲则用铌,元素符号定为Nb,直到1951年国际纯粉化学与应用化学联合会(IUPAC)决定将其名称统一
为niobium(铌),但有些国家仍沿用Columbium(钶),如在一些美国的有关化学书籍中还看到Cb(钶)。
钽是由瑞典化学家爱克柏格(g)于1802年发现的。他是从芬基米托(Kimito)地方出产的一
种矿石里分析出一种新金属,按希腊神话中的英雄人物Tantalus(坦塔罗斯)的名字命名为tantalum(钽),
因为这种新金属具有英雄的特征,能够抵抗多种酸的侵蚀。
铌、钽具有耐腐蚀、冷加工性能好和氧化膜电性能好等优点,有许多重要用途。铌具有细化钢中晶粒的
能力,广泛用于钢铁工业、电子工业、航天航空、原子能、海洋开发等领域,主要用作合金钢的添加剂、
超导材料、高温合金、氧化物单晶、陶瓷电容器等。钽在酸性电解液中形成稳定的阳极氧化膜,用钽制成
的电解电容器,具有容量大、体积小和可靠性好等优点,制电容器是钽的最重要用途,70年代末的用量占
钽总用量2/3以上。用钽制的抗腐蚀设备用于生产强酸、溴、氨等化学工业。金属钽可作飞机发动机的燃
烧室的结构材料等。钽钨、钽钨铪、钽铪合金用作火箭、导弹和喷气发动机的耐热高强材料以及控制和调
节装备的零件等。钽易加工成型,在高温真空炉中作支撑附件、热屏蔽、加热器和散热片等。钽还可作骨
科和外科手术材料。碳化钽用于制造硬质合金。钽的硼化物、硅化物和氮化物及其合金用作原子能工业中
的释热元件和液态金属包套材料。氧化钽用于制造高级光学玻璃和催化剂。
一、锂、铍、铌、钽矿石原料特点
锂为稀碱元素之一,在自然界分布比较广泛,在地壳中平均含量为20×10-6(泰勒,1964),在主
要类型岩浆岩和主要类型沉积岩中均有不同程度的分布,其中在花岗岩中含量较高,平均含量达40×
10-6(维诺格拉多夫,1962)。在自然界中目前已发现锂矿物和含锂矿有150多种,其中锂的独立矿物有
30多种,大部分是硅酸盐(占67%)及磷酸盐(占21.2%),其他则很少。作为制取锂的矿物原料主要是锂
辉石(含Li
2
O5.8%~8.1%)、锂云母(含Li
2
O3.2%~6.45%)、磷锂铝石(含Li
2
O7.1%~10.1%)、透
锂长石(含Li
2
O2.9%~4.8%)及铁锂云母(含Li
2
O1.1%~5%),其中前3个矿物最为重要。
铍是碱土金属元素之一,在地壳中平均含量为2.8×10-6。在岩浆岩和沉积岩中均有不同程度的分布,
其中在酸性岩中含量较高,在花岗岩中铍的平均含量5.5×10-6(维诺格拉多夫,1962),尤其在酸性岩浆
活动晚期形成的花岗岩含量更高。在自然界中已发现的铍矿物和含铍矿物约计60多种,其中常见的有20
多种。矿物种类以硅酸盐类最多,分布也较广,其次为磷酸盐类,仅有少数为简单氧化物、硼酸盐、砷酸
盐和锑酸盐等。作为制取铍的矿物原料,主要是绿柱石(含BeO9.26%~14.4%)、硅铍石(似晶石)(含
BeO43.67%~45.67%)、羟硅铍石(含BeO39.6%~42.6%)、金绿宝石(含BeO19.5%~21.5%)、
日光榴石(含BeO8%~14.5%)。
我国首次发现两个含铍新矿物。一个是香花石(含BeO15.78%~16.3%),于1958年在湖南香花岭
含铍条纹岩中发现的;另一个是顾家石(含BeO9.49%),于1959年在辽宁地区的一个与碱性岩有关的夕
卡岩中发现的。
铌、钽共生密切,它们的物理性质、化学性质、地球化学性质以及矿物学性质等,都有许多类似之处,
因而常在同一矿物中出现。所有的铌矿物中都含有钽,钽的矿物中都含有铌,只是有主次之分。有的形成
完全的类质同象系列矿物,如铌铁矿-钽铁矿系列矿物:Ta
2
O
5
<15%称铌铁矿,Nb
2
O
5
<10%称钽铁矿,
Nb
2
O
5
>Ta
2
O
5
称钽铌铁矿,Ta
2
O
5
>Nb
2
O
5
称铌钽铁矿,Fe/Mn<1时则称为铌锰矿-钽锰矿系列。
铌在地壳中平均含量为20×10-6,钽2×10-6,Nb/Ta值为10。铌、钽在主要岩浆岩和主要沉积岩都
有不同程度的分布,其中在花岗岩中含量较高。目前,已发现的铌钽矿物和含铌钽矿物有130多种,其中
较常见的有30多种。但作为铌钽工业矿物原料的只有10种,即铌铁矿-钽铁矿系列矿物(铌铁矿含Ta
2
O
5
<14.55%,Nb
2
O
5
>63.77%;钽铁矿含Ta
2
O
5
>72.18%,Nb
2
O
5
<10.33%)、褐钇铌矿(含Ta
2
O
5
为2.5%~11.09%,Nb
2
O
5
为33.64%~42.9%)、易解石(含Ta
2
O
5
为0.26%~3.3%,Nb
2
O
5
为
21%~35%)、铌易解石(含Ta
2
O
5
为0.51%,Nb
2
O
5
为41.13%)、铌铁金红石(含Ta
2
O
5
为0.31%,
Nb
2
O
5
为6.71~23.67%)、烧绿石(含Ta
2
O
5
为1.44%~6.65%,Nb
2
O
5
为56.01%~67.77%)、锰
钽矿(含Ta
2
O
5
为70%~86%,Nb
2
O
5
为1.91%~10.33%)、重钽铁矿(含Ta
2
O
5
为73.98%~
86.01%,Nb
2
O
5
为1.17%~1.37%)、黄钇钽矿(含Ta
2
O
5
为49.4%~55.5%,Nb
2
O
5
为9.15%)、
细晶石(含Ta
2
O
5
为55%~77%,Nb
2
O
5
为0.4%~10.13%)。
二、矿石工业要求
锂、铍、铌、钽矿石的工业要求,在1984年我国颁布的《稀有金属矿地质勘探规范(试行)》中,
制定了锂、铍、铌、钽矿床参考性工业指标(表3.20.1)。其中,锂、铍矿床的边界品位和工业品位又分为
手选矿石和机选矿石,并分别确定了品位指标。手选与机选矿石的划分,根据生产实践经验,若矿体中锂
辉石粒径>3cm,矿石品位在2%~3%以上;绿柱石的粒径>0.5cm,矿石品位在0.1%~0.2%以上,
就适于手选,划分为手选矿石,并进行手选矿物储量计算。铌钽铁矿粒径>0.3cm,在开采过程中,可附
带手选。手选矿石的尾矿具有机选价值的和不适于手选矿石的,均属机选矿石。
由于锂、铍、铌、钽等有时共伴生一起组成综合性矿床,或伴生在钨锡等多金属矿床中并具有综合开采、
综合利用价值,在地质勘探过程中应进行综合评价。为此,还制定了《伴生铍锂铌钽综合回收参考性工业
指标》(表3.20.2)。
表3.20.1锂、铍、铌、钽矿一般工业要求(参考性工业指标)
表3.20.2伴生铍、锂、铌、钽综合回收参考性工业指标
三、矿业简史
锂、铍、铌、钽是稀有金属的重要组成部分。这4个元素虽然在18世纪末、19世纪初由化学家、
冶金学家从分析矿石中发现的,并提取出金属。但当时并没有认识到它们的重要用途,加之它们的物理化
学性质特殊,难以分离提取和矿物原料稀少,而未能进行规模开发与应用。直到第一次和第二次世界大战
时,它们的用途与作用才显现出来,并由工业较发达的一些少数国家进行开发和利用,如德国、美国、原
苏联等。第二次世界大战后的几十年来,锂、铍、铌、钽等稀有金属在一些工业和科学技术发达的国家中
广泛应用于冶金、机械、化工、陶瓷、玻璃建材等工业,特别是在导弹火箭、核武器、电子技术、宇航和
航空、原子能等诸多领域里广泛应用,成为新型材料的重要部分。因而,许多国家进行了大量矿产勘查与
开发,作为重要的战略资源。
中国的锂、铍、铌、钽矿业开发,在新中国成立之前,仅有新疆地区开展过稀有金属矿产勘查与开发。
30至40年代原苏联地质工作者对阿尔泰山南缘地区进行稀有金属矿产勘查和开采工作,产品全部运往原
苏联。其中,对富蕴县可可托海锂、铍、铌、钽矿区的伟晶岩1、2、3号脉进行地表勘探,开采了绿柱石
(铍的主要矿物原料)、铌钽铁矿(铌钽主要矿物原料)、锂辉石(锂的主要矿物原料)。此外,在个别省区我
国地质学家仅做过稀有、稀土元素矿物学的研究,由于当时经济、技术条件有限,也未能进行勘探和开发,
更谈不上选冶生产和产品技术加工。因此,在旧中国时没有稀有金属工业。新中国成立后,根据国民经济
建设和国防军工的需要,大力发展锂、铍、铌、钽等稀有金属工业。五六十年代进行了大规模的矿产地质
勘查工作和开展选冶试验研究,建设了矿山选厂、冶炼厂、加工厂(或车间)。如今已形成采选冶和加工具
有一定规模和水平的稀有金属工业体系。稀有金属产品已基本上满足了国民经济各部门的需要,而且锂、
铍、铌、钽等产品还适当出口,为国家换取外汇做出了重要贡献。
一、资源状况
我国锂、铍、铌、钽矿产资源丰富。截至1996年末,已探明的矿石锂的矿区(多数为锂、铍、铌、
钽综合性的内生矿床)有32处。现保有储量(Li
2
O,下同)达百万吨以上,其中工业储量A+B+C级占53%。
盐湖卤水锂储量(LiCl,下同)极为丰富,探明的矿区11处,其中青海省10个,湖北省1个,两省合计探
明的储量达千万吨以上,其中工业储量占52%。铍矿探明储量的矿区有66处,现保有储量(BeO,下同)
达数十万吨,其中工业储量占9.3%。铌、钽探明储量的矿区,以铌为主的矿区有99处,现保有储量(Nb
2
O
5
,
下同)达数百万吨,其中工业储量占26.5%;以钽为主的矿区有87处,现保有储量数万吨(Ta
2
O
5
,下同),
其中工业储量占44.3%。
据美国矿业局(1981~1994年)估计,世界锂、铍、铌、钽矿产储量基础:锂(金属量)840万t,铍(金
属量)72.6万t,铌(金属量)420万t,钽(金属量)3.5万t。中国这4种矿产的储量在世界居于前列,据
地质矿产部举办的《新中国成立四十周年地矿工作成就展览》统计资料(地质出版社,1992年出版):钽
矿占第1位,铌矿、铍矿、锂矿均占第2位。
二、地理分布
锂矿分布在9个省区,其中矿石锂主要分布在7个省区,以1996年末保有储量(Li
2
O)排序依次为:
四川占51.1%,江西占29.4%,湖南占15.3%,新疆占3%(因主要矿区经40多年来的大规模开采,
故保有储量大量减少),4省区合计占98.8%,其次是河南、福建、山西,3省合计仅1.2%。盐湖卤水
锂主要分布在青海、西藏和湖北等省区,其中青海盐湖锂储量占80%以上。
铍矿分布在14个省区,依次为:新疆占29.4%,内蒙古占27.8%(主要伴生铍矿),四川占16.9%,
云南占15.8%,4省区合计占89.9%,其次为江西、甘肃、湖南、广东、河南、福建、浙江、广西、黑
龙江、河北等10个省区,合计占10.1%。绿柱石矿物储量,主要分布在新疆(占83.5%)、四川(占9.6%),
两省区合计93.1%,其次为甘肃、云南、陕西、福建,4省合计仅占6.9%。
铌矿分布在15个省区,依次为:内蒙古占72.1%,湖北占24%,两省区合计占96.1%;其次为广
东、江西、陕西、四川、湖南、广西、福建,以及新疆、云南、河南、甘肃、山东、浙江等。砂矿储量广
东占99.4%,其次是江苏、湖南;褐钇铌矿储量主要分布在湖南、广西、广东、云南。
钽矿分布在13个省区,依次为:江西占25.8%,内蒙古占24.2%,广东占22.6%,3省区合计占
72.6%,其次湖南占8.6%,广西占5.9%,四川占5.3%,福建占5.1%,湖北占1.2%,5省区合计
占26.1%,以及新疆、河南、辽宁、黑龙江、山东等5省区合计占1.3%。砂矿储量:钽铁矿矿物主要分
布在广东,细晶石矿物分布于湖南和广东,前者占55.5%,后者占44.4%。
表3.20.3和图3.20.1示出了我国主要的锂、铍、铌、钽矿床及其开发利用情况。
表3.20.3锂、铍、铌、钽矿主要矿产地一览表
图3.20.1中国锂、铍、铌、钽矿分布图
三、资源特点
从矿业开发来看,我国锂、铍、铌、钽矿产资源有以下主要特点:
1.分布高度集中,有利于建设大型采选冶联合企业。矿石锂集中分布在四川、江西、湖南、新疆4省区,
占全国锂储量的98.8%;卤水锂主要分布在青海柴达木盆地盐湖发育区和湖北潜江凹陷油田内,其中柴达
木盆地盐湖区占全国卤水锂储量的83.4%。铍矿集中分布在新疆、内蒙古、四川、云南4省区,占全国铍
储量的89.9%。铌矿分布更是高度集中,内蒙古和湖北两省区的铌储量占全国铌储量的96.1%。钽矿主要分
布在江西、内蒙古、广东3省区,占全国钽储量的72.6%。由此可见,锂、铍、铌、钽矿不仅集中分布在
少数几个省区里,而且在省区里的分布又高度集中在几个大型、特大型(或称超大型)矿床(田)中,如四川
矿石锂储量占全国1/2以上,其储量主要集中在川西高原的康定和金川两个特大型花岗伟晶岩型矿床(田)
中,探明的储量占四川锂储量90%以上;新疆锂储量主要集中在富蕴可可托海和柯鲁木特两个矿床中,占
新疆锂储量的80%以上。新疆铍矿储量占全国1/3,其中可可托海锂、铍、铌、钽矿区探明的铍储量占新疆
铍储量的87%。全国铌储量高度集中于内蒙古白云鄂博、扎鲁特旗巴尔哲和湖北竹山庙垭3个超大型、大
型矿床(田)中,占全国铌储量的96%。全国钽储量有1/2以上分布在江西宜春钽铌矿床、内蒙古扎鲁特旗
巴尔哲铌(钽)稀土矿床和广东泰美钽铌矿床。
实践证明,矿产资源高度集中分布有利于集中投资建设大型采选冶联合企业,集中开发,易于发挥经济、
社会效益。如新中国成立之初,鉴于新疆阿尔泰山南缘蕴藏丰富的稀有金属矿产资源,1953年开始对富
蕴县可可托海等矿区进行大规模地质勘探工作,并迅速建设矿山,开发锂、铍、铌、钽等资源,60年代即
建成稀有金属采选冶联合大型企业,成为我国锂、铍、铌、钽重要生产基地,又经逐步扩大形成年产锂辉
石精矿3万t生产能力。以锂辉石为原料的新疆锂盐厂成为世界三大厂家之一,生产单水氢氧化锂和碳酸
锂的产量占全国锂产量80%以上,不仅满足了国民经济建设和国防军工需要,而且还大量出口创汇。在江
西60年代末发现并迅速勘探的江西宜春特大型富钽稀有金属矿床,70年代集中投资建设我国最大的钽铌
厂矿——江西宜春钽铌矿和九江钽铌冶炼厂,钽精矿产量占全国产量一半以上,成为我国钽铌工业的主要
采选冶企业。
2.单一矿床少,共伴生矿床多,综合利用价值大。我国锂、铍、铌、钽矿经勘探表明大部分是综合性矿
床,其储量以共伴生矿床为主。如铍矿储量,据统计:与锂、铌、钽矿伴(共)生占48%,与稀土矿伴生占
27%,与钨矿伴(共)生占20%,尚有少量与钼、锡、铅、锌等有色金属和云母、石英岩等非金属矿产相伴生。
铌储量,共伴生矿床的储量约占全国铌储量的70%以上,主要是从白云鄂博铁、稀土、铌综合性矿床中探
获的。还有一部分铌的储量伴生在钨锡矿床中。综合性矿床综合利用价值巨大,如新疆可可托海大型花岗
伟晶岩型矿床共伴生锂铯铷铍铌钽,在采选冶过程中进行综合回收、综合利用,取得显著的经济效益。江
西宜春钽铌矿山除生产钽铌精矿、锂云母精矿等外,还综合开采、综合利用长石粉、高岭土精矿、石英砂
和白花岗岩石料等副产品,矿山取得的经济与社会效益十分可观,1986~1996年的10年中,综合利用现
价工业产值达到近9000万元,占矿山总产值的40%。
3.品位低、储量大。我国锂、铍、铌、钽矿除少数矿床或矿段、矿体品位较高外,大多数矿床品位低,
因而制定的矿产工业指标较低,故勘探以低品位指标计算的储量则很大。
一、矿床时空分布及成矿规律
我国锂、铍、铌、钽等稀有金属矿床的成矿规律在时空分布上呈现一定的规律,基本上是从北到南
成矿期由老到新,北方以海西期为主,南方以燕山期为主,印支期、海西期次之。
从成矿时代来看,燕山期是稀有金属矿床成矿的极盛时期,在南方几乎所有的特大型、大中型矿床都与
燕山期岩浆构造活动有关,属燕山期成矿。仅有少数矿床,如川西锂辉石伟晶岩型矿床印支期成矿和广东
广宁、福建西坑伟晶岩型钽铌矿床属海西期成矿。北方的稀有金属矿床成矿期主要是海西期。在兴安岭-
内蒙古区、阿尔泰区、天山-北山区、昆仑-祁连山区、东秦岭及黑吉辽胶区等都有海西岩带存在。白云鄂
博型铌、稀土矿床,海西期偏碱性岩浆活动可能提供部分铌、稀土的物质来源。阿尔泰区锂、铍、铌、钽、
锆的伟晶岩以及天山-北山与昆仑-祁连山北西西构造带的大部伟晶岩是属于海西期的。
从空间分布来看,目前已发现并勘探的特大型、大中型稀有金属矿床主要分布在以下成矿区带:
华南成矿区是稀有、钨锡多金属矿床的重要成矿区域。主要矿床类型有花岗岩型,如特大型江西宜春钽
铌锂矿床、广西栗木钽铌锡矿床(钽为大型),伟晶岩型也是华南的主要矿床类型之一,如福建南平西坑钽
铌矿床(钽为大型)等;其次有云英岩型(如广东万峰铍矿床)、夕卡岩或条纹岩型矿床(如湖南香花岭铍矿床)
以及石英脉型矿床等。砂矿主要分布在东南沿海地区,如广东台山残坡积、河流冲积型铌钽砂矿床、增城
派潭铌铁矿河流冲积型砂矿(铌为大型)等。
阿尔泰山南缘成矿区是我国重要的稀有金属矿产集中区。主要矿床类型为伟晶岩型锂铍铌钽矿床。在阿
尔泰褶皱系的中间隆起区——卡拉额尔齐斯复背斜带内,有许多伟晶岩矿田,是我国稀有金属生产主要基
地。其中,有开采多年的新疆富蕴县可可托海锂铍铌钽矿、柯鲁木特锂铍铌钽矿、福海县库卡拉盖锂矿、
青河县阿斯卡尔特铍矿、福海县群库尔绿柱石钽铌矿等。近年来在阿尔泰成矿区,还陆续发现一些花岗岩
型、火山沉积型及砂矿等类型稀有金属矿床。
兴安岭-内蒙古成矿区蕴藏着丰富的稀有、稀土矿产资源。其中以白云鄂博铁铌稀土矿床著称,铌、稀
土均达到超大型规模,是世界上最大的稀土矿床。70年代在哲里木盟扎鲁特旗地区又发现并勘查出碱性花
岗岩型巴尔哲大型铌钽、稀土矿床。
川西伟晶岩密集区成矿区带:在四川西部康定、石渠、金川和马尔康等地分布有大量而密集的稀有金属
伟晶岩矿脉,并形成大型、特大型锂铍矿床,如康定甲基卡锂铍矿(锂为特大型、铍为大型);金川地区锂
铍矿(锂为大型、铍为中型)位于金川、马尔康两县接壤地带,以可尔因为中心,锂铍矿化花岗伟晶岩脉成
群分布,是川西锂铍等稀有金属的重要成矿区带之一。
东秦岭成矿区稀有金属矿化分布较广,其中以陕西商南和河南卢氏等地矿化较好,有找矿远景;蓝田—
潼关—嵩县,是一条与正长岩和偏碱性花岗岩有关的铌、稀土金属矿化带,也具有找矿潜力;特别是在秦
岭东段南坡,鄂陕交界的竹园沟—贺家山一带,于80年代初勘查出一个特大型的湖北庙垭碳酸岩型铌稀
土矿床。
盐湖锂成矿区,由盐湖形成的锂矿资源主要分布于青藏高原。现已查明大型、特大型盐湖锂矿床,分布
在青海柴达木盆地中部的一里坪,东、西台吉乃尔湖及西端的尕斯库勒湖。矿床中锂均以晶间卤水、孔隙
卤水及地表卤水的形态出现,赋存于上更新统至全新统的地层中。在西藏的西北部地区有众多的盐湖区,
也是我国卤水锂资源的重要成矿区之一。此外,卤水锂还见湖北潜江凹陷油田内,其锂资源规模也极其可
观。
二、矿床类型
我国锂、铍、铌、钽矿床按成矿岩石类型和有关成矿作用划分,有以下类型:
1.与酸性岩类有关的成矿系列的矿床类型
1)花岗岩型稀有、稀土元素矿床〔如江西宜春钽(铌)-锂矿床、广西栗木钽(铌)矿床、江西大吉山
钽(铌)-钨矿床、江西横峰黄山铌钽矿床、广东仑山钽铌矿床、内蒙古巴尔哲铌、稀土矿床等〕。
2)花岗伟晶岩型稀有、稀土元素矿床〔如新疆可可托海锂铍铌钽矿床、四川康定甲基卡锂铍矿床和金川
可尔因锂铍矿田、福建南平西坑钽(铌)矿床等〕。
3)接触交代型稀有、稀土矿床(如湖南香花岭条纹岩铍矿床等)。
4)气成热液型稀有、稀土矿床(如广东万峰山云英岩铍矿床等)。
5)脉岩型稀有元素矿床(如湖南香花岭细晶岩钽矿床等)。
2.与碱性岩类有关的成矿系列的矿床类型
1)碱性岩和碱性伟晶岩型稀有、稀土元素矿床〔如四川米易含褐钇铌矿碱性花岗岩矿床、四川路枯
碱性伟晶岩和碱性细晶岩(钠长岩)稀有元素矿床〕。
2)碳酸岩型稀有、稀土元素矿床(如湖北竹山庙垭铌、稀土矿床)。
3.与火山岩类有关的成矿系列的矿床类型
如浙江青田石溪钠长流纹斑岩铌矿床、青田坦头凝灰岩铍矿床。
4.与沉积作用有关的成矿系列的矿床类型
盐湖型锂矿床(伴生硼、钾、镁、铷等多种有益组分),如青海柴达木盆地中部的一里坪锂矿床,东、
西台吉乃尔湖锂矿床等。
5.与风化作用有关的成矿系列的矿床类型
残坡积冲积型稀有、稀土矿床(如广东台山残坡积、冲积铌钽砂矿床,增城派潭河流冲积型铌铁矿
砂矿等)。
6.与变质作用有关的成矿系列的矿床类型
混合岩型稀有、稀土元素矿床,目前仅发现有稀土矿床。
7.与多种作用有关的成矿系列的矿床类型
这种类型矿床,是指具有成矿物质多来源、成矿阶段多期次、成矿作用多成因的稀有、稀土矿床,
或简称复合成因矿床。如内蒙古白云鄂博铁铌稀土矿床。
以上各类型矿床地质特征,将结合下述的典型矿区予以简要介绍。
三、典型矿区
(一)新疆可可托海锂铍铌钽矿
可可托海矿区位于新疆富蕴县可可托海镇,距县城50km,是国内外著名的大型稀有金属花岗伟晶
岩矿床,富含锂、铷、铯、铍、铌、钽等,为我国开发最早的稀有金属矿产资源的基地。累计探明储量(据
中国矿床发现史新疆卷,地质出版社,1996):锂(Li
2
O)15.5万t、铍(BeO)6.5万t、钽铌(TaNb)2O5
1314t。探获手选矿物:绿柱石32.3万t、锂辉石50万t、铯榴石432.1t。
新中国成立后,为开发可可托海丰富的稀有金属资源,从1953年开展了大规模地质勘探工作,1960~
1961年编制了可可托海矿床的总储量计算报告,为矿山开采和选冶提供了一份较完整的地质成果。1)其
时代尚有争议,有的认为是奥陶系,也有的认为是寒武系。
可可托海矿床处于阿尔泰褶皱带额尔齐斯地背斜的中南部。矿区内出露的地层有泥盆系黑云母石英片
岩、二云母石英片岩、十字石黑云母石英片岩及变粒岩等呈残山状分布于矿床的南部,其次是第四系残坡
积及河流冲积物。岩浆岩为海西期侵入的辉长岩、角闪辉长岩、片麻状黑云母斜长花岗岩,脉岩有花岗伟
晶岩脉、细晶岩脉等(图3.20.2)。矿区主要构造方向为北西向,控制片理、片麻理、岩体分布及岩脉的走
向。矿区内已发现花岗伟晶岩脉25条,其中盲脉14条,经勘探提交储量的有6条矿脉,其中3号脉最
大,也是最典型的稀有金属伟晶岩脉,著称国内外。
图3.20.23号脉矿区地质图
1.第四系冲积层;2.奥陶系片岩、片麻岩;3.片麻状黑云母花岗岩;4.片麻状黑云母花岗闪长岩、闪长岩;
5.辉长岩-闪长岩;6.角闪辉长岩;7.角闪岩;8.花岗伟晶岩;9.断层线
3号脉是成带性良好、规模巨大的锂辉石-钠长石型花岗伟晶岩脉,富含锂、铍、铌、钽、铷、铯等
多种稀有金属,已开采多年。脉体顶部出露于地表,其余均隐伏地下,探明脉长2250m,宽1500m,厚20~
60m,平均厚度40m,呈阶梯状向西220°渐次倾斜,倾角10°~15°。
3号伟晶岩脉主要矿石矿物有锂辉石、锂云母、绿柱石、铌铁矿、钽铁矿、细晶石、铯榴石等,并伴生
可综合回收铷、铯、锆、铪等。矿床锂、铍、铌、钽平均品位:Li2O为0.9824%,BeO为0.051%,Nb2O5为
0.0056%,Ta2O5为0.0245%。伟晶岩的围岩蚀变主要有黑鳞云母化、锂白云母化、锂蓝闪石化和萤石化等。
矿床类型为花岗伟晶岩型稀有金属矿床。
(二)四川甲基卡锂铍矿
甲基卡锂铍矿床位于四川省西部康定、雅江、道孚三县交界处,是我国70年代初期勘查的特大型
锂矿,探明氧化锂储量92万t,共生的氧化铍储量也达到大型矿床规模,矿石锂储量居全国之首(中国矿
床发现史·四川卷,地质出版社,1996)。
该矿床发现于1959年,四川省地质局四○四队于1974年提交了《康定县甲基卡稀有金属花岗伟晶岩
矿床详细普查报告》,并进行了选矿试验,证明矿石易选。
矿床地处松潘甘孜地槽褶皱系东缘、石渠雅江地向斜核心部位四级构造单元甲基卡穹隆状短轴背斜中。
矿区内出露地层为三叠系西康群砂页岩,经区域变质和接触变质而形成的黑云母石英片岩、二云母石英片
岩和红柱石、十字石石英片岩等中浅变质岩系。印支期含锂二云母花岗岩株沿甲基卡短轴背斜侵入。围绕
花岗岩内外接触带派生出一系列花岗伟晶岩脉,其中已查明含锂、铍、钽伟晶岩脉114条(锂矿脉78条、
铍矿脉18条、铌钽矿脉18条),并选择其中矿化较好的134、9、528等9条矿脉进行了初勘。查明矿
脉多呈脉状、不规则脉状或透镜状产出,一般长100~300m,厚3~20m,延深25~300m,其中规模
大的134号脉长987m、宽35~370m、厚48.96m、埋藏0~200m,获氧化锂储量51.22万t,占
全区总储量的55.65%。矿脉除锂辉石外,尚有绿柱石、铌钽铁矿和锡石等。锂辉石主要赋存在细、中粒
石英钠长石锂辉石交代带中。矿石平均品位:Li
2
O为1.2%、BeO为0.043%、Nb
2
O
5
为0.013%、Ta
2
O
5
为0.009%。矿床类型为花岗伟晶岩型稀有金属矿床。
(三)江西宜春钽铌矿
宜春钽铌矿床(又名414矿)位于江西省宜春市东南20km处,矿区面积7km2,是以钽为主的特
大型稀有金属矿床。累计探明储量:钽(Ta
2
O
5
)1.85万t、铌(Nb
2
O
5
)1.49万t、矿石锂(Li
2
O)75.22万
t、铷(Rb
2
O)40.17万t、铯(Cs
2
O)5.43万t(中国矿床发展史·江西卷,地质出版社,1996)。
该矿床由江西冶金地质勘探公司六一二队于1968年底发现并开展地质工作。1969年4月14日,公
司化验室报出第一批人工重砂鉴定成果,确定铌钽矿物的存在,故此得名“414矿”,并采取快速评价方
法,肯定了矿床的工业价值,继而转入勘探。1973年11月由江西冶金地质勘探公司七队提交了江西414
矿区地质勘探总结报告。
矿山建设始于1973年,一期基建工程于1976年完成,成为国内钽铌精矿主要生产矿山,如今生产钽
精矿(Ta
2
O
5
)占全国产量一半以上,经济与社会效益十分显著。
矿床处于华南加里东褶皱系桂湘赣褶皱带北缘的武功山隆起区,武功山复背斜的北东端东南翼,并有北
东向断裂通过矿区。矿区出露地层有震旦系老虎塘组及第四系残积、冲积层。矿区构造骨架主要由银子岭
背斜及其次级向斜和北东、北西、北东东、北北东4组断裂构成。区内岩浆活动频繁,侵入期次甚多。与
成矿有关的岩体为燕山早期第二阶段第三次侵入形成的雅山花岗岩复式岩体。钽铌锂矿主要赋存在细粒白
云母花岗岩相中。矿化面积2.8km2,矿床由银子岭、工人村、朱楼冲3个区段组成,其中银子岭为主矿
体区段(图3.20.3)。工人村区位于银子岭区段西北,朱楼冲位于银子岭之南。银子岭主矿体区段,矿体规
模大、品位富,且出露部位高,为开采的主要对象,已进行了详细勘探。此外,在主矿体边部还有一些小
矿体。
图3.20.3宜春矿床地质略图
1.变质岩;2.似伟晶岩;3.云英岩;4.花岗斑岩脉;5.细粒似斑状富锂云母钠长石花岗岩;6.细粒锂云母
钠长石花岗岩;7.细粒锂铁白云母钠更长石花岗岩;8.中粗粒二云母花岗岩;9.张扭性断层;10.含黑钨
矿石英脉
主矿体南北长1700m,东西平均宽644m,地表出露面积0.65km2。矿体厚度,最大196m,
平均60m。形态简单,呈似层状。富矿体居于岩体上部,长1300m,平均宽551m,最宽达900m,平
均厚度30.1m,最厚处42m。贫矿体位于富矿体的下部和边部,长1500m,最大宽度950m,平均572m,
最大厚度62m,平均厚度36.2m。
矿石类型有原生钽铌矿和残坡积型砂矿两种,其中原生矿约占全区储量的99.2%。原生钽铌矿体赋存
于钠长石化、锂云母化的花岗岩中。矿石品级分为富矿体,含Ta
2
O
5
>0.01%、贫矿体含Ta
2
O
5
0.008%~
0.01%;二级贫矿体含Ta
2
O
5
<0.008%~0.001%。矿床主要矿石矿物有细晶石、富锰铌钽铁矿、含钽
锡石、锂云母、铯榴石及绿柱石等。本区花岗岩有明显的变质交代作用,钠长石化、锂云母化强烈而普遍,
还有黄玉化、云英岩化、白云母化等。矿床有明显的垂直分带现象。矿床类型属花岗岩型稀有金属矿床,
为岩浆晚期分异矿床。80年代以来,随着该矿床的开采和对其成矿研究的深入,提出了新的认识,如王成
发(1986)认为是花岗岩化过程中碱质交代作用的产物,即非岩浆成因。
(四)广西栗木钽(铌)-锡矿
栗木钽(铌)-锡矿区位于广西恭城县城北偏东37km处,由老虎头、水溪庙、金竹源钽铌矿床组成。
就钽矿规模而言,老虎头为中型,水溪庙为大型、金竹源为大型。
栗木矿区原为锡钨矿,它是有60多年开发史的老矿山。栗木矿区是1959年初从分析锡钨精矿和炉渣
中发现钽、铌元素开始,于是进行了地质调查,60年代中期在矿区内发现了老虎头花岗岩型钽铌锡矿床,
之后又相继找到了水溪庙、金竹源两个同类型的隐伏矿床。1967年、1974年由广西冶金地质勘探公司二
七一队先后提交了《广西栗木矿区老虎头含钽铌花岗岩型矿床储量总结报告》和《广西栗木锡矿田水溪庙
钽铌花岗岩矿床储量报告》。从此矿山转为主要开采花岗岩型钽铌锡矿。目前,老虎头矿床已开采完毕,
金竹源矿床作为老虎头矿的接续矿山正在筹建中,水溪庙矿现已投产。
栗木矿区位于湘桂粤海西印支拗陷区之内、栗木-莲花复式向斜的北部扬起端。矿区出露地层有寒武系
浅变质岩、泥盆系砂页岩和碳酸盐岩,下石炭统砂页岩和条带状灰岩。花岗岩体受构造控制,属燕山期产
物。矿化强烈,以钨、锡、钽、铌矿产为主。已勘探的3处花岗岩型钽(铌)-锡矿床,即老虎头表露矿床、
水溪庙隐伏矿床和金竹源隐伏矿床,(图3.20.4)。这3个矿床均位于第三阶段花岗岩体的顶突部位,
矿体即是岩体的一部分。矿体呈厚薄不均的似层状或皮壳状。钽矿体厚度变化较大,老虎头矿床为3.8~
72m;水溪庙矿床为2~80.47m(平均厚20m);金竹源矿床1.65~45.12m(平均厚26.64m)。矿床
品位:老虎头的似伟晶岩中富矿Ta
2
O
5
为0.0327%,矿体花岗岩中Ta
2
O
5
为0.0126%;水溪庙花岗岩
脉及花岗伟晶岩脉平均含Ta
2
O
5
为0.0188%。矿体花岗岩中Ta
2
O
5
为0.0104%;金竹源富钠长石花岗
岩平均含Ta
2
O
5
为0.0145%,矿体花岗岩中Ta
2
O
5
为0.0145%。矿床中的主要矿物为铌钽锰矿和锡石,
其次为细晶石、钽金红石、黑钨矿、胶态锡石、黝锡矿、毒砂、磁黄铁矿、黄铁矿、白钨矿等。矿床围岩
蚀变主要有硅化、大理岩化、绢云母化、电气石化等。矿床类型为花岗岩型稀有金属矿床。
图3.20.4栗木矿区地质略图
1.下石炭统大塘阶;2.下石炭统岩关阶;3.上泥盆统融安县组;4.中泥盆统东岗岭组;5.下泥盆统郁江组;
6.下泥盆统那高岭组;7.下泥盆统莲花山组;8.寒武系水口群;9.燕山早期花岗岩(下标字母为侵入阶段
编号);10.实测和推测逆断层;11.实测和推测正断层;12.实测和推测地质界线;13.隐伏岩体顶板等高
线;14.不整合界线;15.断层破碎带
(五)湖北庙垭铌稀土矿
庙垭铌稀土矿区位于湖北省竹山县境内,南距竹山县城89km,处于鄂陕交界地段,是一个与正长
岩-碳酸岩杂岩体有关的特大型铌稀土矿床,累计探明储量:铌(Nb
2
O
5
)92.95万t、轻稀土氧化物121.5
万t(中国矿床发展史·湖北卷,地质出版社,1996),并伴生大量磷灰石及铀、锆石、金红石等,可综合
回收利用。
1960年陕西省区测队在1∶20万平利幅区调时,发现庙垭地区放射性伽马异常,认为值得进一步检查。
1961~1981年,先后由该区测队、湖北省地质局鄂西北地质队、七○一地质队、第十四地质队、第五地质
队、省局中心实验室和地质部第九实验室等,对庙垭地区的铌稀土矿做了大量颇有成效的地质普查评价、
详查、初勘和矿石可选性试验研究。1981年由第五地质大队提交了湖北省竹山县庙垭铌稀土矿区详查-初
勘地质报告,探明了国内最大的碳酸岩型铌稀土矿床。
矿床位于武当隆起的西部边缘。庙垭岩体由正长岩和碳酸岩组成的杂岩体(图3.20.5),在海西早期侵
入于青白口系—下震旦统耀岭河群与下志留统梅子垭组的接触带上,受东西向梁家院-田鸡垭断裂控制。杂
岩体为东西向纺锤状岩株,长2950m,宽580~820m,倾向延深控制到500m。杂岩体以正长岩类为
主,占岩体出露面积的90%。碳酸岩呈小岩枝、岩瘤、岩脉依附正长岩分布,占杂岩体的7.5%,另有
2.5%为围岩残留体。
图3.20.5庙垭矿区岩相蚀变图
(湖北省地质矿产局,1985)
1.下志留统梅子垭组;2.下震旦统耀岭河群;3.混染含砾片岩;4.正长斑岩(边缘相);5.正长岩(内部相);
6.混染正长岩(混染相);7.混染钠质正长岩(混染相);8.方解石碳酸岩、黑云母碳酸岩;9.含碳方解石碳
酸岩;10.铁白云石碳酸岩;11.断层;12.铁白石化
杂岩体矿化普遍,含矿率约65%。矿化以铌、铈族稀土为主,钽和钇族稀土含量很低,并伴生磷、
硫、锆、铀、钍等有益组分。杂岩体内有3个矿带,全区共圈定矿体45个,其中稀土矿7个,铌矿体14
个,铌稀土矿体24个。主要稀土矿体Ⅲ15呈似层状,长800m,宽410m,平均厚18.17m,埋深0~
318m。主要铌矿体Ⅲ6长2300m,宽498m,厚210.13m,埋深0~290m,呈似层状。主要铌稀土
矿体Ⅰ4长640m,宽402m,厚49.96m,埋深0~220m,呈不规则透镜状。矿石中铌矿物主要有铌
铁矿、铌金红石,次要为贝塔石、烧绿石等;稀土矿物主要有独居石、氟碳铈矿,次要为氟碳钙铈矿、褐
帘石等。矿床品位,不论是正长岩体、混杂岩体,还是碳酸岩体,其铌、稀土含量均超过了工业要求。Nb
2
O
5
含量最高可达1.16%,RE
2
O
3
最高可达13.21%。矿床类型为碳酸岩型铌、稀土矿床。
(六)青海盐湖型锂矿
青海省柴达木盆地蕴藏着极为丰富的盐湖型锂矿资源。青海省地质局于五六十年代勘探了其中两个
特大型盐湖型锂矿床,即茫崖行委一里坪锂矿和格尔木东、西台吉乃尔湖锂矿。探明储量:一里坪矿床氯
化锂92.97万t;东、西台吉乃尔湖矿床氯化锂几百万t(中国矿床发现史·青海卷,地质出版社,1996)。
一里坪锂矿区位于柴达木盆地中部,东距大柴旦镇230km。矿区主要分布一套第四系湖沼沉积和化学
沉积。矿产赋存状态分为固液两种,固体矿产以石盐为主;液体矿产以锂为主,并伴生硼、钾、镁等矿产,
赋存在石盐的晶间和细砂、粉砂的孔隙卤水中,分为第一含水(矿)层和第二含水(矿)层两层矿,呈层状水
平产出。
第一含水(矿)层:分布面积202km2,潜水面埋藏深度0.6~0.8m,最深3.6m,含水层厚度4~6m,
孔隙度25%~30%。品位LiCl0.1~8.4g/L,一般1.5~3g/L,B
2
O
3
0.23~2.3g/L,KCl4.7~37g/L,
MgCl
2
236~296g/L。
第二含水(矿)层:分布面积250km2,埋藏深一般6~16m,厚度10~20m,最厚30m,孔隙度15%~
20%。品位LiCl0.14~9.7g/L,一般1.5~2g/L,B
2
O
3
0.16~3.5g/L,KCl1.0~42.9g/L,MgCl
2
12.3~339g/L。
东、西台吉乃尔湖锂矿区位于柴达木盆地中部。西台吉乃尔湖位于一里坪东南30km处,东距大柴旦
210km,西距茫崖200km。东台吉乃尔湖位于西台吉乃尔湖东30km。
东、西台吉乃尔湖地处柴达木地块中部,中新生代凹陷带的中西部,两湖之间隔有鸭湖。矿区的东北及
西部,均为第三纪构造隆起区,东南为湖沼沉积区,两区均位于前者之间的低洼地带中。矿床均产于第四
系上更新统上部及全新统的湖泊化学和机械沉积中;分液体矿和固体矿两大类,而液体矿又分为地表卤水
和地下卤水两类,锂矿主要赋存于地表卤水和地下晶间与孔隙卤水中,并伴生有极其丰富的硼、钾、镁、
钠等有益元素。
西台吉乃尔湖锂矿床:地表卤水(湖水)锂矿,分布于矿区东北部,呈北西-南东向分布,略似等腰三角形。
东西长11.7km,南北宽7~8km,湖底沉积石盐及少量芒硝及泥砂。地下卤水锂矿又分为孔隙卤水锂矿
和晶间水卤水锂矿两种。孔隙卤水锂,分布于含石盐细砂、细砂和泥石盐、石盐泥砂互层中,分布面积
134km2,共3层卤水,总厚度10~15m,平均孔隙度23.43%,品位:LiCl4g/L以上、B
2
O
3
0.5~
0.6g/L、K+10g/L以上、Mg2+40~60g/L、Na+40g/L。
晶间卤水锂矿,主要赋存于含砂石盐、石盐及白钠镁矾中,分布面积341.5km2,由3层卤水组成,厚
2.6~5.44m,总厚度30.49m,孔隙度20%~30%,品位:LiCl1~2g/L、B
2
O
3
1.3g/L、K+10g/L、
Mg2+30g/L、Na+66g/L。
东台吉乃尔湖锂矿床:地表卤水(湖水)锂矿,湖水呈北西西方向分布,长约23km,宽8km。品位:
LiCl一般1.8~2g/L、B
2
O
3
一般1.2~1.4g/L、KCl一般12~14g/L、MgCl
2
一般45~50g/L。
地下卤水锂矿,分两个含矿层:第1含水(矿)层,赋存于全新统(QⅣ)棕红色砂粘土层以上至表层的石盐
及含粘土粉砂、细砂层中,分布面积76km2,厚度2~3m,孔隙度平均25.66%,最高38.99%,含矿
品位:LiCl4g/L、B
2
O
3
2.5g/L、KCl一般20~30g/L、MgCl
2
一般80~100g/L、NaCl一般200g/L。
第Ⅱ含水(矿)层,分布于Ⅰ含水(矿)层之下,距地表6~35m,主要赋存于上更新统上部在盐层晶间和细
砂层孔隙中。分布面积109km2,以晶间卤水为主,含水层厚15~20m,孔隙度15%~20%。品位:
LiCl一般4~6g/L、B
2
O
3
平均1.92g/L、KCl一般20~30g/L、MgCl
2
一般60~120g/L、NaCl一般
200g/L。
一、地质勘查
锂、铍、铌、钽矿产是发展稀有金属工业的主要矿物原料。新中国成立后有相当长的一段时间,资本
主义国家将锂、铍、铌、钽等稀有、稀土金属矿产品作为战略物资对我国封锁、禁运,因而国家决定自力
更生,立足国内解决矿产资源,发展我国稀有、稀土金属工业。
五六十年代,地质部、冶金工业部等密切合作,精心组织,加强稀有、稀土矿产地质勘查工作。地质
部组建了第二地矿司,专门负责规划、组织管理全国这类矿产地质勘查和科研工作。有关省区地质局和冶
金地质勘探公司成立了稀有、稀土专业勘探队。在地区部署上选择了新疆、青海、内蒙古、四川、江西、
福建、广东、广西、湖南、湖北等省区作为重点全面开展普查找矿和地质勘探工作,迅速地探明了一批矿
产地。如新疆的富蕴可可托海、柯鲁木特、青河阿斯卡尔特、福海库卡拉盖、福海群库尔等特大型、大中
型锂铍铌钽矿,内蒙古白云鄂博超大型铌稀土矿,四川的康定甲基卡特大型锂铍矿、金川可尔因大型锂矿,
青海柴达木盆地一里坪和东、西台吉乃尔湖等特大型盐湖锂矿,江西横峰黄山大型钽铌矿,广东的增城派
潭大型铌铁矿砂矿、博罗地区大型铌钽矿,广西的贺县姑婆山大型褐钇铌矿砂矿、恭城栗木老虎头中型钽
铌矿,湖南香花岭铍矿等。
70年代以来,在五六十年代大规模普查找矿基础上又相继发现并勘查一批矿产地。如江西的宜春特大
型钽(铌)-锂矿、横峰葛源钽铌钨锡矿(钽为特大型)、石城海罗岭中型铌钽矿,湖北的竹山庙垭特大型铌、
稀土矿、通城断峰山大型钽铌矿,内蒙古扎鲁特旗巴尔哲大型铌、稀土矿,福建南平西坑大型钽铌矿,广
东广宁横山中型铌钽矿和广西恭城水溪庙钽铌矿(钽大型)、金竹园钽铌矿(钽大型)等。
锂铍铌钽矿产勘查,主要通过区域普查找矿和重点矿区评价、勘探相结合,采用地质、物化探、槽井
探、钻探、坑探等技术方法手段进行勘查。特别是由于稀有元素矿物分布稀少,成分复杂,矿石粒度嵌布
细微,肉眼不易识别,因而岩矿鉴定、重砂分析、化学分析等对发现、评价、勘探稀有、稀土矿床和配合
选冶试验等发挥了重要作用。
稀有、稀土矿床的地质勘探,是按勘探规范进行的,并以勘探类型合理选择勘探方法手段和布置勘探
工程。我国《稀有金属矿地质勘探规范》,将内生矿床和风化壳矿床划分为4个勘探类型,砂矿床划分为
3个勘探类型。
稀有金属内生矿床和风化壳矿床的勘探类型,依据矿体规模、形态及其矿化均匀程度等因素划分:
第Ⅰ类型:矿体规模巨大(长>800m,宽或延深>500m),形态简单,呈层状、似层状、板状、巨
大透镜状与脉状,矿化均匀至较均匀。属于本类矿床有碱性长石花岗岩矿床、风化壳矿床和白云鄂博铌、
稀土矿床等。
第Ⅱ类型:矿体规模中至大、个别巨大(大型长400~800m,宽或延深200~500m);中型(长200~
400m,宽或延深100~200m),形态简单至较简单,呈似层状、脉状与透镜状,矿化较均匀。属本类型
的有碱性长石花岗岩矿床、风化壳矿床,花岗伟晶岩类矿床[如新疆柯鲁木特112号脉、碱性岩-碳酸岩
矿床(如湖北庙垭)]等。
第Ⅲ类型:矿体规模中等,个别较大,形态较简单至复杂,呈似层状、脉状及透镜状,矿化较均匀。
属于本类型的有花岗伟晶岩类矿脉(新疆群库尔2号脉)、气成-热液矿床(如江西画眉坳)、钠长石化花岗岩
矿床等。
第Ⅳ类型:矿体规模小至中等(小型长<200m,宽或延深<100m),形态很复杂,呈透镜状、脉状、
巢状,矿化不均匀至很不均匀,但具有工业价值,可进行边采边探。
稀有金属砂矿床勘探类型,依据矿层(体)规模、稳定程度及其稀有金属矿物品位均匀程度等因素划分:
第Ⅰ类型:矿层(体)规模大,长>2000m,宽>400m,呈层状、带状分布,一般为含矿细砂层,部
分砂砾层,矿层稳定,品位均匀,底板平坦。该类型主要是滨海砂矿床,部分为河流砂矿床等。
第Ⅱ类型:矿层(体)规模中等,长500~2000m,宽200~400m,呈带状、树枝状分布,矿层的厚
度均有明显膨缩现象,一般为砂砾层,部分细砂层,品位较均匀,矿层底板不平坦。该类型有河流砂矿床(如
广东增城派潭),部分滨海砂矿床等。
第Ⅲ类型:矿层(体)规模小,长<500m,宽<200m,呈树枝状、扁豆体分布,矿层的厚度和宽度
变化显著,矿层结构复杂,其中砂砾石的粒径相差悬殊,分选性差,品位不均匀,矿层底板凹凸不平。该
类型的矿床有上中游河流砂矿床和大型河流砂矿床下层矿体。
各勘探类型求得各级储量的工程密度和选用的适当勘探手段见表3.20.4和3.20.5。
表3.20.4稀有金属内生矿床及风化壳矿床勘探工程密度
表3.20.5稀有金属砂矿床勘探工程密度
稀有金属盐湖矿床的勘探类型,尚未具体划分,其勘探工程密度,在稀有金属矿地质勘探规范中将过
去勘探所采用的工程密度列出,以供参考:B级储量1000m×1000m;C级储量2000m×1000m。
二、矿山开采
我国稀有金属矿山,露天(包括风化壳矿、滨海砂矿、河流冲积砂矿)和地下矿山都有。锂、铍、铌、
钽矿多为露天开采,约占总产量的95%以上,地下开采的矿山不多。
露天开采是在敞露条件下,采用采掘设备剥离矿体的覆盖物和围岩,以逐步暴露矿体并加以开拓运输、
采剥。其开拓运输方法有公路开拓运输、铁路开拓运输、公路-铁路联合开拓运输、公路(或窄轨)-斜坡提
升联合开拓运输、公路(或窄轨)-平硐溜井联合开拓运输、公路-破碎站-胶带机联合开拓运输、自溜-斜坡
卷扬提升联合开拓运输等。风化壳矿和砂矿多以水采水运开采方式。
我国大中型锂铍铌钽矿具有代表性的露天矿山:新疆可可托海锂铍铌钽矿为大型露天矿山,由于含矿
花岗伟晶岩分带明显,因此采取机械分带开采。采场内部采用返回式路线开拓,剥离采用阶段工作面平行
推进方式。爆破后矿石先在采场内手选,然后分类送往选厂处理。该矿年总剥离量达1100~1200kt,电
铲效率为552t/m3·台·班,是我国目前较先进的最大的锂铍矿露天采场。
铌钽矿露天矿山具有代表性的有江西宜春钽铌矿、石城铌钽矿,广西栗木老虎头钽铌矿,广东泰美铌
钽原生矿等。其中宜春钽铌矿是我国最大的露天钽铌矿山,日处理矿石1500t,平均剥采比0.44。采剥
工作台阶高10m,最小工作平台宽30~35m。矿石用4m3电铲铲装,用汽车-溜井-电机联合方法运到选
厂。溜矿井直径2.5m,深287m,井口设有100mm×700mm格筛和风动碎石机,筛上大块用碎石机
破碎,溜井放矿装入矿车,用14t电机车牵引经855m主平窿和窿外铁路运到选厂。该矿1992年采矿贫
化率0.75%,损失率0.023%,露天采矿成本27元/t。
风化壳矿和砂矿一般采用水采水运方式开采,具有效率高、投资低、易搬迁、维修简单、劳动强度小
等优点。我国开采风化壳和冲积砂矿的矿山,如广东泰美钽铌矿和永汉钽铌矿等,都用推土机剥离,水枪
开采,20.24cm砂泵运送。水枪口径38mm,出口压力0.6kPa,日采运矿石600~1200t。
地下开采,主要采用浅孔留矿采方法。目前地下开采矿山,主要是钽铌矿床,如广西栗木水溪庙钽铌
矿,新疆阿勒泰钽铌矿,江西横峰钽铌矿,广东横山钽铌矿等矿山。水溪庙矿山采用侧翼竖井开拓,采矿
方法为分段空场法、留矿法和全面法,采矿贫化率10%~17%,损失率7%~16%,采矿成本约15元
/t。阿勒泰矿山采矿方法是浅孔留矿法,溜井-平窿-电机车运输,采矿贫化率2.8%,损失率3.2%,采
矿直接成本14.64元/t,运矿成本31.21元/t。横峰矿山为浅孔留矿法开采,坑内平窿电机车运输,坑外
自卸汽车运输。横山矿山用崩落法开采,汽车运输,采矿成本13.22元/t,运矿成本2.51元/t。
三、选矿与加工
锂、铍、铌、钽等稀有金属矿石,一般都要经过选矿得出合格精矿产品,才能作为冶炼原料。某些易
于湿法冶炼的难选矿石,可直接冶炼。
在地质勘探过程中,初勘的矿床应进行初步可选性试验,详勘的矿床应进行实验室规模的连续性试验。
对某些物质成分复杂的新类型矿床,选矿试验工作应提前进行,以便确定矿石可选性能,评价矿床能否进
行勘探。工业部门如需要采取半工业或工业试验样品及其他试验样品时,地质勘探单位应协同试验单位编
制矿床采样设计,提供地质资料,并作好有关采样的协作配合工作。
锂、铍、铌、钽矿石的选矿方法,依据矿石性质分为手选矿石与机选矿石两大类:
锂、铍矿选矿方法,有手选法、浮选法、化学或化学-浮选联合法、热裂选法、放射性选法、粒浮选矿
法等,其中前3种方法较为常用。
手选法在五六十年代是国内外锂、铍精矿生产中的主要选矿方法之一。如我国1959年新疆、湖南等
省区手选生产的绿柱石精矿达2800多t,1962年世界绿柱石精矿产量为7400t,其中手选精矿占91%。
这主要是由于锂、铍矿多数来自伟晶岩矿床,选别的主要工业矿物锂辉石、绿柱石等晶体大、易手选。但
应看到,手选劳动强度大、生产效率低、资源浪费大、选别指标低,因而正在逐渐地为机械选矿方法所代
替。然而在劳动力便宜的发展中国家里,手选仍是生产锂铍精矿的主要方法。
浮选方法的研究和应用较早,国外在30年代已将浮选法用于锂辉石精矿的工业生产。锂辉石浮选有
的采用反浮选,也有的用正浮选;锂云母易浮,常用正浮选;至于绿柱石的工业浮选报道的极少。我国50
年代末开始锂辉石、绿柱石的浮选研究,随后又进行了锂云母浮选、锂铍分离和其他锂铍矿的研究,制定
出锂辉石、绿柱石、锂云母的浮选工艺流程,并在新建的锂铍选矿中得到应用。
化学或化学-浮选联合法,适用于盐湖锂矿,用此法从中提取锂盐。其方法是将卤水在晒场上蒸发,钠
盐和钾盐沉淀析出,氯化锂浓度提高到6%左右,然后将其送入工厂,用苏打法将氯化锂转变成碳酸锂固
体产品。
钽铌矿选矿方法,多采用联合方法流程,不同矿石类型有不同方法流程。如钽铁矿、铌铁矿和褐钇铌
矿矿石采用重选—浮选—重选联合流程或重选—磁选—重选联合流程;碳酸岩烧绿石矿石主要采用浮选—
磁选—浸出—浮选联合流程;伟晶岩烧绿石矿石多采用重选—磁浮—浮游重选—电选—浮选—重选联合流
程。
锂、铍、铌、钽制取主要有以下方法工艺流程:
(1)锂冶金包括化合物制取和金属制取锂化合物的制取,将锂辉石精矿(含Li
2
O6%~6.5%)和锂
云母精矿(含Li
2
O4%~5%)用硫酸法或石灰法工艺流程处理。硫酸法可适用于锂辉石矿物原料,石灰法适
用于锂云母矿物原料。此外,从矿石提取锂化合物的方法还有硫酸钾法、氯化焙烧法和碱压煮法等。工业
生产金属锂则采用LiCl-KCl熔盐电解法。
(2)铍的制取工业上金属铍的生产一般分为两步:第一步是从绿柱石中提取氧化铍,第二步是由
氧化铍制取金属铍。氧化铍的提取有硫酸盐法和氟化物法。金属铍的生产,因氧化铍极难直接还原成金属,
故生产中先将氧化铍转化为卤化物,然后再还原成金属。有两种工艺,即氟化铍镁还原法和氯化铍熔盐电
解法。
(3)铌的冶炼包括分解精矿、分离钽铌、制取化合物和金属、精炼等过程。金属铌的工业生产方
法有碳热还原法、钠热还原法和铝热还原法。
(4)钽的冶炼主要步骤是分解精矿,净化和分离钽、铌,以制取钽、铌的纯化合物,最后制取金
属。矿石分解采用氢氟酸分解法、氢氧化钠熔融法和氯化法等。钽铌分离可采用溶剂萃取法(常用的萃取剂
为甲基异丁基酮(MIBK)、磷酸三丁酯(TBP、仲辛醇和乙酰胺等)、分步结晶法和离子交换法。
一、生产现状
锂、铍、铌、钽矿是中国稀有金属工业的重要组成部分。在旧中国,稀有金属工业是个空白点。新
中国成立后才有稀有金属工业,它是从无到有,从小到大,自力更生、艰苦创业发展起来的。现已建立起
以钛、锂、铍、铌、钽、稀土、锆、铪、半导体材料(硅、锗及化合物半导体)和稀散金属等工业所构成的、
技术上有中国特色的、具有一定规模和水平的稀有金属工业。尤其是锂、铍、铌、钽等工业起步较早,发
展较快,形成较大的工业规模,产品基本满足了国民经济各部门的需要,并正在迅速向民用和新技术、高
技术领域扩展。部分产品已走向国际市场,出口创汇。
锂是我国最早进行工业生产的稀有金属之一。50年代中期就开始建设厂矿。经40多年来的发展,较好
地开发、利用我国的锂辉石、锂云母、盐湖锂等丰富的锂资源。生产的主要产品有锂辉石精矿、锂云母精
矿、碳酸锂、氢氧化锂、氯化锂、金属锂和锂材等多个品种。目前年生产能力(折合Li
2
CO
3
)达8000多t,
如1992年为8141t,年产量(折合Li
2
CO
3
)达7000多t,如1992年为7219t。产量、产品除满足国内
需求外,还有约1/3数量出口。
我国铍工业的建立与发展,首先是从开发矿业开始的。依靠国内有丰富的铍矿资源,1951年成立新疆
中苏有色金属公司便开始了有计划开采新疆可可托海等矿山的绿柱石,1953年开始从江西钨矿石中回收
绿柱石。接着,北京有色金属综合研究所(北京有色金属研究总院的前身)于1953年以绿柱石为原料,开
始铍的提取冶金研究。随后,在湖南、上海、宁夏等地建立了冶炼厂或生产车间,为我国铍工业的发展奠
定了基础。经40多年来的发展建设,我国铍工业已形成采选冶和加工较完整的体系,生产主要产品有绿
柱石等精矿和工业氧化铍、铍铜母合金、高纯氧化铍、金属铍等18个品种。铍的产量、品种除满足国内
需要外,有相当数量出口为国家创汇。铍在中国核武器、核反应堆、卫星、导弹的关键部件制造中发挥了
重要作用,说明中国铍的提取冶金、粉末冶金和加工工艺方面都达到了较先进水平。目前,中国成为世界
上拥有从矿石、冶炼到加工的铍工业较完整体系的3个国家(美国、原苏联、中国)之一。
钽、铌工业的建立与发展,首先是依靠我国有丰富的钽、铌资源,从开发矿业生产钽、铌原料开始的。
50年代初,最先开发新疆可可托海等地花岗伟晶岩型锂、铍、铌、钽矿床,所生产的锂辉石、绿柱石、铌
钽铁矿等精矿当时主要供应原苏联。50年代末期开始开发广东、广西地区的褐钇铌矿、铌钽铁矿等砂矿。
60年代中期又开发了广西栗木锡矿中钽、铌资源。60年代末、70年代初发现并勘查江西宜春钽、铌、锂
矿,建设了我国最大的钽、铌精矿生产基地。内蒙古白云鄂博铁铌稀土矿床也是我国最大的铌资源基地,
目前主要从钢渣中回收铌。“七五”以来我国钽、铌精矿根据需要生产:钽精矿(Ta
2
O
5
)1986年44.1t,
1990年61.5t,1992年64.2t。其中宜春钽、铌矿山生产的钽、铌精矿占全国产量的70%以上。铌精
矿(Nb
2
O
5
)1986年75.7t,1990年75.5t,1992年54.8t。
我国钽、铌冶炼始于1956年,经过40多年来的发展,拥有钽、铌冶炼厂或车间9个,能生产钽、铌
金属、单晶、化合物等数十种产品。钽、铌加工是从50年代中期起步,60年代中期宁夏有色金属冶炼厂
和西北稀有金属材料研究院的建立,使我国能生产大规格的钽、铌材,多品种的合金材、单晶材、高纯材
等。目前,我国钽、铌冶炼及加工年生产能力为氟钽酸钾300t,钽粉82t,氧化钽25t,碳化钽20t,钽
材5t,氧化铌60t,金属铌40~50t。铌材3t,铌铁250~300t。
二、生产布局
我国稀有金属工业经40多年来的发展,已建立起一个较完整的工业体系,成为国民经济建设和国
防科技、高新技术领域的重要组成部分之一。其发展、布局大体上经历了3个时期:
50年代初至60年代初,为自力更生、艰苦创业时期。当时,国外对稀有金属提取、冶炼工艺对我国严
密封锁。因此,必须立足国内资源,走自力更生、艰苦创业的道路,发展包括锂、铍、铌、钽在内的稀有
金属工业。1958年,冶金工业部建议国家把重点发展稀有金属工业作为第二个五年计划的一个方针问题来
考虑,要用最大努力拿下全部稀有金属品种的生产工艺技术。这个建议得到中共中央和国务院的批准,并
有效地组织实施,进行了大规模矿产勘查和开展锂、铍、铌、钽、钛、锆等稀有金属提取、冶炼工艺的探
索试验研究,建立了一批具有试验性质的稀有金属冶炼厂或车间,为实现工业化生产做了必要的技术和人
才的准备。
60年代初至70年代末,是科研、设计、生产相结合,初步实现工业化生产时期。特别是从1963年到
1966年“文革”以前,是科研、厂矿建设蓬勃发展时期。当时组织精干的科研力量,以“三结合”形式实
施国家科学技术委员会、国防科学技术委员会制定的《1963~1973年科学技术发展规划》中的“冶金工业
稀有金属选矿及冶炼和新型材料”科研任务,取得了显著的科研成果并及时地转化为设计、生产所用。仅
在短短几年内扩建和新建稀有金属冶炼厂、车间20多座,进入了工业化生产,为稀有金属选冶工业化奠定
了基础。
80年代以来进入振兴发展时期,呈现欣欣向荣的局面。这一时期,稀有金属厂矿已发展到70多家,产
量不断上升,产品质量明显提高。提取、冶炼工艺流程不断改进,并取得一些重要突破;开发研制深加工
产品,品种规格显著增多,产品开始大量出口,应用领域不断扩大,从以军用为主,转向保证军工,扩大
民用,并面向高新技术领域,提供所需要的稀有金属材料。
锂、铍、铌、钽矿生产布局在靠近资源和有较好建设条件的地区进行重点厂矿建设。锂、铍在新疆、江
西、四川、湖南、宁夏等地区建设了几个大中型采选冶和加工材的生产基地。
在新疆建立的锂、铍原料生产基地有可可托海采选厂和阿勒泰三矿采选厂。可可托海采选厂,是我国最
大的锂、铍精矿生产基地。手选绿柱石(铍精矿)历史上最高年产量达到2500t。1976年建成的我国唯一
也是世界少有的绿柱石、锂辉石浮选厂,设计年产绿柱石浮选精矿1200t。为了满足锂盐生产需要大量锂
辉石原料,1989年对可可托海选矿厂进行了扩大锂辉石精矿生产能力的改造,把铍精矿系统改为锂辉石
精矿生产系统,使其生产能力由14000t/a扩大到30000t/a。阿勒泰三矿采选厂也进行了技术改造,使
锂辉石的生产能力保持在10000t/a。
四川西部有丰富的锂、铍矿产资源,1988年和1989年分别在川西金川和马尔康兴建了锂辉石矿采选
厂,其年生产能力分别为7500t和10000t锂辉石精矿,是我国第二个锂辉石生产基地。
近年来由于锂盐工业和玻陶工业需要大量锂云母精矿,江西宜春钽铌锂矿,依靠有丰富的锂云母矿资源,
1987~1989年先后两次进行了锂云母浮选系统的技术改造,锂云母精矿已达到年产45600t,而且产能
还可继续扩大,是我国迄今最大的锂云母精矿生产基地。
锂、铍冶炼、加工企业布局:锂盐生产企业主要在新疆、江西、四川和湖南。其中,新疆锂盐厂和江西
锂盐厂,是我国锂盐生产两大基地。
(1)新疆锂盐厂位于乌鲁木齐市,为新疆有色金属工业公司大型锂盐企业,是我国最大的锂盐厂,也
是世界著名的锂盐厂之一。锂盐产量占全国锂盐总产量的80%以上,出口量占全国锂盐出口总量的85%左右。
该厂始建于1956年,1958年投产。以锂辉石为原料,当时只有石灰石法生产单水氢氧化锂生产线,1983
年建成硫酸法生产碳酸锂生产线,后经3次扩建和一系列重大技术改造,锂盐的生产能力1994年达8000t。
该厂运行近36年的石灰石烧结法工艺,已于1995年开始完全被硫酸法工艺所取代。锂盐产量以销定产,
1994年为6331t、1996年7282t、1997年为5063t。近年来生产的主要产品有单水氢氧化锂、工业碳酸锂、
高纯碳酸锂、医用碳酸锂、氯化锂、溴化锂、金属锂、工业用无水硫酸钠等10几个品种,其中单水氢氧化
锂和工业碳酸锂为企业主导产品。
(2)江西锂盐厂位于分宜县,为江西省冶金工业总公司直属企业,1969年建成投产,经30年的发展成
为我国第二锂盐生产企业。依托江西有丰富的锂云母资源,以锂云母精矿为原料采用石灰石法工艺生产氢
氧化锂,年生产能力100t,90年代初已扩大到700t,还可进一步扩大生产能力,1996年生产氢氧化锂1363t。
该厂近年来主要产品有氢氧化锂、溴化锂、碳酸锂、硫酸镍,兼产30多种品级的锂、铷、铯系列产品,副
产磷肥。
近年来,在四川地区出现了兴办锂工业的热潮。一是因为国内外锂市场行情看好,二是因为川西有丰富
的锂辉石资源,激起四川兴办锂工业的积极性。因而四川很有可能形成我国第三个锂业基地。目前,在川
西金川和马尔康兴建的锂辉石采选厂的基础上,绵阳硫化铁矿和宜宾812厂都建立单水氢氧化锂生产厂,
其年生产能力分别为300t和500t。812厂还从美国引进了先进生产技术和设备,加强了金属锂的生产并
建立了锂电池生产线,使金属锂的年产能达50t,锂电池年产能达800万只。812厂计划把金属锂的产能
提高到150~200t/a,并计划把单水氢氧化锂生产车间改造、扩建成年产2000t碳酸锂的生产厂。1990
年都江堰化工厂兴建了一个碳酸锂厂,年产能为300t。绵阳锂盐厂也准备把现有单水氢氧化锂产能由
300t/a提高到500t/a,同时兴建一个年产2000t的碳酸锂的生产厂。
(3)湖南湘乡铝厂锂盐分厂铝厂建于1975年,1986年正式建成湘乡铝厂锂盐分厂。采用石灰石法用锂
云母精矿为原料生产单水氢氧化锂,设计生产能力800t/a。主要产品除生产工业单水氢氧化锂外,还生产
LiCl、LiBr、Li2CO3、LiF等10几种锂化学制品。
铍的提取冶金和加工材料主要企业分布在湖南、宁夏、上海。
(4)湖南水口山矿务局第六冶炼厂位于常宁县,建于1957年,为国内最先建成的铍提取冶金厂。1978
年开始对该厂进行重点技术改造,并经不断发展、扩建,已成为我国主要铍生产企业之一。主要产品有铍-
铜母合金、工业氧化铍、高纯氧化铍、金属铍珠、铍-铝中间合金、铍钴铜安全工具以及氧化铍陶瓷、铍铜
铸锻产品等,产能为500t/a。产品除满足国内需要外,大部分产品供出口。
(5)宁夏有色金属冶炼厂、西北稀有金属材料研究院该厂院位于宁夏石咀山市,为国内唯一的铍材研
制和加工基地。创建于1965年,由北京有色金属研究总院部分研究室搬迁宁夏组建而成。主要从事铍金
属粉末、粉末冶金制品、熔铸坯锭、压力加工和机械加工产品以及有关铍的合金和化合物的研究、生产,
其产品品种及其规格、技术水平居全国领先地位。
(6)上海有色金属压延厂该厂有50多年历史,现主要生产有色金属板带材,其中铍青铜板带是这个厂
的主要产品之一,生产能力为120t/a。
钽铌生产布局:矿山主要分布在江西、新疆和两广地区,其矿山布局概况见表3.20.6。90年代我国钽
铌精矿生产是以销定产,主要产量集中于江西、新疆。其中,江西占80%以上。据统计,江西钽铌精矿产
量1995年为118.1t、1996年为126t、1997为135t。
“九五”期间,生产矿山主要是江西宜春钽铌矿。这里资源丰富,开采条件好,生产能力大,是我国钽
铌精矿主要生产基地,供应全国,1997年生产钽铌精矿达135t,占全国80%以上。其次是新疆可可托
海矿务局和阿勒泰矿山。其他矿山产量较少,甚至有的已停产或转产,如江西石城钽铌矿山已转产。
表3.20.6我国主要钽铌矿山概况
钽铌冶炼及产品加工主要分布在宁夏、湖南、广西、广东。主要企业如下:
(1)宁夏有色金属冶炼厂、西北稀有金属材料研究院该厂院是科研、生产于一体的大型企事业单位,
是国内最大的钽铌生产基地和科技先导型钽铌研究中心。主要从事钽、铌、铍粉末、粉末冶金制品、压力
加工产品、合金、化合物、氧化物、晶体材料、钽电容器等高技术产品的研究、开发和生产。厂院创建已
有30余年,拥有一大批高科技人才,技术装备先进,先后开发钽铌深加工产品、化工产品、金属制品等9
大系列、上百种规格的产品,建成氟化盐、铍铜管棒板带材,钽、铌、锂单晶、钽电容器等13条生产线。
主导产品钽粉、钽丝,生产能力分别达到110t/a和35t/a,其生产工艺、技术水平已达到国际同行业80
年代末先进水平和90年代初同等水平。主导产品高比容钽粉、细径钽丝及钽制品等有80%向发达国家出口。
1992年,该厂院被国际钽铌研究中心(TIC)组织接纳为正式成员单位,使我国成为世界钽铌工业的四强之
一。
(2)株洲硬合金厂位于湖南株洲市茨菇塘,是我国最大的硬质合金生产与科研企业,也是世界5大硬
质合金生产厂之一。该厂钽铌部分原为四分厂,1989年以后四分厂一分为二,湿法部分为钽铌冶炼加工厂,
1993年更名株洲钽铌冶炼加工厂;火法部分为钽铌研究所。该厂生产的钽(铌)主要产品有钽(铌)氧化物、
氟化物,钽、铌粉末(电容器级和冶金级),钽、铌及其合金条、锭、钽(铌)轧制品等。碳化物生产设备齐
全,产量大,质量好,达到国际水平。产品产能:钽粉10t/a,铌条、铌粉10~12t/a,钽、铌加工材1.5~
2.0t/a,钽、铌碳化物10~15t/a、氟化物30~40t/a、氧化物50~60t/a,铌铁10t/a。
(3)九江有色金属冶炼厂位于江西九江市新港回峰矶,是我国70年代始建的钽铌加工专业厂。有钽、
铌湿法冶炼车间,生产氟化物和氧化物;金属铌车间生产铌条、铌粉,钽、铌碳化物和钽、铌加工材;金
属钽车间生产钽粉;铌酸锂单晶生产线。产能为钽粉22t/a,钽铌材3.8t/a,氧化钽24t/a,氧化铌65t/a,
氟化物70t/a,碳化物5t/a,铌铁25t/a,铌粉2t/a。主要产品有:钽、铌氧化物及制成品、氟化物、碳
化物、铌酸锂单晶,钽粉、铌粉(电容器级及冶金级),钽、铌及合金条、各种钽、铌轧制品等。
(4)栗木有色金属公司(原名栗木锡矿)位于广西恭城县境内,是钽、铌、钨、锡的采选冶综合企业。
生产规模:锡冶炼能力1000t/a,钨冶炼能力500t/a,钽铌生产线能力80t/a。该公司从事钽、铌、钨冶
炼的稀有金属冶炼厂设有富集车间、湿法车间、火法车间和碳化钽分厂等。主要产品有:钽(铌)氧化物、
氟化物、碳化物、钽粉(电容器级和冶金级)和钽(铌)条等。其产能为:钽粉7t/a、钽条1t/a、铌条3t/a、
氟化物40t/a、氧化钽22t/a、氧化铌22t/a、碳化钽4t/a、碳化铌4t/a。
(5)广东从化钽铌冶炼厂位于广州市从化县,是钽铌冶炼专业厂。主要产品有:钽铌氟化物、氧化物、
铌铁合金、电容器级钽粉等。其产能为:铌铁65t/a、陶瓷级Nb2O51.5t/a、Ta2O540t/a、中压电容器级钽粉
0.6t/a。
三、供需形势
锂、铍、钽、铌是我国稀有金属主要品种,从近年来生产、消费来看供需形势:
我国锂主要应用在炼铝、玻璃陶瓷、润滑脂、空调、碱性电池、合成橡胶以及军工等领域,其需求量均
有较快的增长。新的应用领域,如炼钢保护渣、膨凝土生产等部门也显示出良好的应用前景。此外,我国
锂产品自70年代以来,向欧美及日本、澳大利亚等国家和地区出口碳酸锂、单水氢氧化锂及少量金属锂,
在国际市场上销售一直较好。近年来我国锂产品供需处于增长势头,甚至出现供不应求的局面。据原中国
有色金属工业总公司计划部于1992~1993年组织的部分生产、设计和科研单位对我国有色金属品种、质
量进行了一次全面的调查、研究,并预测了2000年国内锂、铍、钽、铌等稀有金属需求量和出口量。其
中,锂产品需求量(国内生产使用及出口量)12600t(以Li
2
CO
3
计,表3.20.7)。
表3.20.7锂产品需求量(t)预测
铍的需求量,80年代中期国内铍铜母合金用量仅为20~30t/a,1998年后增加到100t以上。铍
的用量有限,主要原因是目前国内铍的应用没有充分开发,因而现在难以作出确切的需求量预测。如果把
铍铜材加工搞上去,一旦国内铍市场打开,估计铍铜材的需求量会大大增加。如国内正在迅速发展的彩色
电视机、录像机、通讯设备等行业,就是铍铜材的应用大户。开关、插接件、继电器及弹性元件等元器件
都要求有高的可靠性和耐磨性能,铍铜材制品则是最理想的材料。
我国的钽消费领域,主要用于钽电容器及硬质合金,少量用于高温合金、发热材料和光学材料。在钽的
用量中钽电容器占70%~75%,硬质合金占20%~25%,其他占5%~10%。另外,钽粉、氟钽酸钾
等产品已出口进入国际市场。根据我国国民经济发展速度和有关部门、领域对钽的需求,在“九五”期间
增长率以6%考虑,2000年钽的需求量将达到92.6t(表3.20.8)。目前,钽产品产能已能满足2000年
的需求,但钽粉的品种结构和质量还不适应发展的需要,因而近两年我国还进口一定数量和品种的钽粉。
在进口中既有目前尚短缺供不应求的产品,如中压钽粉、高压钽粉,也有尚不能生产的钽粉品种,如中压
高比容钽粉、高压高比容钽粉和细晶粒钽板。
表3.20.8钽产品需求量(t)预测
我国铌的应用领域:铌铁主要用于电焊条、高温合金;氧化铌主要用于氧化铌陶瓷电容器、光学材
料;金属铌用于阳极管;铌铸铁用于汽缸套及活塞中,以提高使用寿命。在超导材料中已开始使用。近年
来铌铁的需求量稳步增长,1990年消费量122t(含进口铌铁量约80t),1991年144t(含进口铌铁量80t),
1992年159t(含进口铌铁量82t),1995年230t左右,含纯铌约150t。对铌的需求量预测,2000年
我国铌的需求量为470t。
四、展望
锂、铍、钽、铌的需求量,从我国现有的矿产资源和目前采选冶能力来看,其中,锂、铍、钽均有保证,
而且发展前景广阔,资源丰富,可供开采的矿床有较大的选择余地。而铌铁需求量大,如1995年需求量
230t(含纯铌150t),但目前我国铌铁产能仅有95~100t/a,满足不了需求。因为长期以来没有建设以铌为主
的生产矿山,生产铌精矿有限,主要来自几个以钽为主的生产矿山回收铌精矿,而且冶炼产品产量也是从
生产钽时获得的,受钽产量制约。如前所述的预测2000年钽的需求量92.6t,同预测的2000年铌的需求量
470t对比相差甚大,故2000年以后铌的供应将日趋紧张。解决的途径:
一是利用国内有较丰富铌资源建新矿山,如内蒙古扎鲁特旗巴尔哲铌稀土矿床,或是扩建已有钽铌矿山,
或是利用白云鄂博铁铌稀土矿床中开发富铌矿石生产铌铁。
二是利用国际市场,进口铌铁等需要的矿产品及加工产品,据经济核算,国内建矿和扩大现有的采选冶
能力,还不如从国外进口铌精矿和铌铁更合算。如目前国产铌铁价格比从巴西进口的铌铁价格高40%左右,
并且进口铌铁货源充足,价格稳定,供货可靠。因此,我国钽铌应是有进有出,利用好国内国外两个市场,
国内国外两种资源。
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