钼矿

钼是发现得比较晚的一种金属元素，1792年才由瑞典化学家从辉钼矿中提炼出来。由于金属钼具有高强度、高熔点、耐腐蚀、耐磨研等优点，因此在工业上得到了广泛的利用。在冶金工业中，钼作为生产各种合金钢的添加剂，或与钨、镍、钴，锆、钛、钒、铼等组成高级合金，以提高其高温强度、耐磨性和抗腐性。含钼合金钢用来制造运输装置、机车、工业机械，以及各种仪器。某些含钼4%～5%的不锈钢用于生产精密化工仪表和在海水环境中使用的设备。含4%～9.5%的高速钢可制造高速切削工具。钼和镍、铬的合金用于制造飞机的金属构件、机车和汽车上的耐蚀零件。钼和钨、铬、钒的合金用于制造军舰、坦克、枪炮、火箭、卫星的合金构件和零部件。金属钼大量用作高温电炉的发热材料和结构材料、真空管的大型电极和栅极、半导体及电光源材料。因钼的热中子俘获截面小和具高持久强度，还可用作核反应堆的结构材料。在化学工业中，钼主要用于润滑剂、催化剂和颜料。二硫化钼由于其纹层状晶体结构及其表面化学性质，在高温高压下具良好的润滑性能，广泛用作油及油脂的添加剂。钼是氢制法脱硫作用及其他石油精炼过程中的催化剂组分，用于制造乙醇、甲醛及油基化学品的氧化还原反应中。钼桔色是重要的颜料色素。钼的化学制品被广泛地用于染料、墨水、彩色沉淀染料、防腐底漆中。钼的化合物在农业肥料中也有广泛的用途。一、钼矿原料特点钼在地壳中的丰度约为1×10－6，在岩浆岩中以花岗岩类含钼最高，达2×10－6。钼在地球化学分类中，属于过渡性的亲铁元素。在内生成矿作用中，钼主要与硫结合，生成辉钼矿。辉钼矿(MoS2)是自然界中已知的30余种含钼矿物中分布最广并具有现实工业价值的钼矿物。其他较常见的含钼矿物还有铁钼华([Fe3＋(MoO4)8·8H2O])，钼酸钙矿(CaMoO4)，彩钼铅矿(PbMoO4)，胶硫钼矿(MoS2)，蓝钼矿(Mo3O8·nH2O)等。辉钼矿存在着多型，实验表明，其多型的出现与形成温度有关，2H型的辉钼矿形成温度高于3R型的辉钼矿。温度由低到高形成非晶质MoS2→胶体MoS2→3MoS2→2HMoS2。测温资料说明辉钼矿形成温度有较宽的区间，可自相当高温直到相对较低的温度，而大量形成于高至中温阶段。在热液作用下，MoS2在较酸性条件下沉淀，即辉钼矿在酸性条件下最为稳定，当溶液转向中性时，钼变为可溶的硫代钼酸盐和钼酸盐而再活动。在低温和常温条件下，Mo4+在强酸性还原环境中生成胶硫钼矿(MoS2)，它氧化后的产物是蓝钼矿(Mo3O8·nH2O)。外生作用中，钼呈Mo6+，具较强的活动性。它与铀相似，在接近中性或偏碱性的氧化与还原的过渡环境中稳定，由此生成多种含铀的钼酸盐矿物，如钼铀矿[(UO2)MoO4·4H2O]，钼钙铀矿[Ca(UＯ2)3(MoO4)·(OH)2·11H2O]等。铁钼华[Fe2(MoO4)3·nH2O]是硫化矿石在酸性条件下(pH=3～5)形成的常见矿物。彩钼铅矿是含钼的铅锌矿在中性条件下的产物。铼与钼的离子半径相近，故经常置换钼而富集于辉钼矿中，成为工业用铼的主要来源。辉钼矿中的铼含量往往与辉钼矿中3R型含量及成矿溶液中的铼含量有关。二、矿石工业要求钼矿石比较单一，主要是硫化矿石，其工业要求随开采方式的不同而略有改变。表3.14.1列出了钼矿的一般工业要求，表3.14.2是几个典型矿床工业要求的实例。表3.14.1钼矿的一般工业要求t3-14-1.jpg表3.14.2钼矿床工业要求实例t3-14-2.jpg钼矿石中常伴有钨、铋、铜、铅、锌、钴、铁、金、铌、铍、铼、铟、硒、碲、铀、硫等，当钼矿床伴生组分达到了表3.14.3含量要求时应注意综合评价。表3.14.3钼矿床伴生组分综合评价要求t3-14-3.jpg三、矿业简史世界上第一个开发的钼矿是挪威的克纳本(Knaben)矿床。该矿于1885年开始开采，由于当时对钼的需求量很小，矿山时采时停。19世纪后半期，钼才首先在美国开始工业生产，年产量仅几吨。20世纪以来，由于对钼的需求逐年增加，钼矿开采也逐年扩大，世界上钼的年产量增长迅速，第一次世界大战前夕增到100t左右，至本世纪30年代后期达1万t，70年代末期达到10万t。我国钼矿首先发现于清朝末年，始采于第一次世界大战前夕。当时主要开采的是闽浙沿海一带的一些脉型钼矿和华南一些伴生有钼的脉型钨矿。抗日战争末期，辽宁杨家杖子钼矿遭到日本侵略者的掠夺式开采。解放前年产量才几吨，最多也就十余吨。解放后，为了满足我国社会主义建设的需要，先后建立起目前颇具规模的三大钼业基地(辽宁杨家杖子，陕西金堆城，河南栾川)以及若干中小型矿山，许多铜矿和钨矿也回收伴生的钼，从而使我国钼精矿的年产量跃入世界先进行列。一、资源状况截至1996年底，我国已探明钼矿区222处，分布于全国29个省、自治区、直辖市。钼的保有储量达到840.20万t，其中A+B+C级占储量的39.8%，为334.50万t，如以我国的工业储量(A+B+C级)与西方国家的储量基础相比，我国低于美国(540万t，储量基础)，而高于智利(250万t，储量基础)，居世界第二。图3.14.1示出了我国40多年来保有储量和工业储量(A+B+C级)增长状况。图3.14.1中国钼矿保有储量增长曲线图m3-14-1.jpg二、储量分布我国钼矿分布就大区来看，中南占全国钼储量的35.7%，居首位。其次是东北19.5%、西北14.9%、华东13.9%、华北12%，而西南仅占4%。就各省(区)来看，河南储量最多，占全国钼矿总储量的29.9%，其次陕西占13.6%，吉林占13%。另外储量较多的省(区)还有：山东占6.7%、河北占6.6%、江西占4%、辽宁占3.7%、内蒙古占3.6%。以上8个省(区)合计储量占全国钼矿总保有储量的81.1%，其中前三位的河南、陕西、吉林三省就占56.5%。表3.14.4和示出了我国主要的钼矿床及其开发利用情况。表3.14.4中国钼矿主要产地一览表t3-14-4.jpg图3.14.2中国钼矿分布图m3-14-2.jpg三、资源特点我国钼矿探明储量虽多，但其品位与世界主要钼资源国美国和智利相比，显著偏低，多属低品位矿床。矿区平均品位小于0.1%的低品位矿床，其储量占总储量的65%，其中小于0.05%的占10%。中等品位(0.1%～0.2%)矿床的储量占总储量的30%，品位较富的(0.2%～0.3%)矿床的储量占总储量的4%，而品位大于0.3%的富矿储量只占总储量的1%。我国钼矿虽然品位低，但伴生有益组分多，经济价值高。据统计，钼作为单一矿产的矿床，其储量只占全国总储量的14%。作为主矿产，还伴生有其他有用组分的矿床，其储量占全国总储量的64%。与铜、钨、锡等金属共生和伴生的钼储量占全国钼储量的22%。我国钼矿的第三个特点是规模大，并且多适合于露采。据统计，储量大于10万t的大型钼矿，其储量占全国总储量的76%，储量在1～10万t的中型矿床，其储量占全国总储量的20%。适合于露采的钼矿床储量占全国总储量的64%。大型矿床大多可以露采，而且辉钼矿的颗粒往往比较粗大，属于易采易选型。就矿石类型来看，在我国已探明的钼矿储量中，以便于利用的硫化钼矿石为主，其储量约占钼矿总保有储量的99%，而不便利用的氧化钼矿石，混合钼矿石及类型不明的钼矿石只占全国总保有储量的1%。我国钼矿的最后一个特点是，地质工作程度比较高。经过地质工作达到勘探程度的储量占总保有储量的50.5%，达到详查程度的储量占41.8%，二者合计，详查以上工作程度的储量占到我国钼矿总保有储量的92.3%。一、矿床时空分布及成矿规律我国东部的钼、铜-钼、钼-钨等矿床归属于环太平洋钼成矿带，西部在三江地区的铜-钼矿床隶属三江褶皱系铜-钼成矿带(属古地中海成矿带)。根据钼矿床与大地构造单元的关系及成矿特点，把东部环太平洋钼成矿带进一步划分成为四个成矿省：①中朝准地台钼成矿省；②东北海西褶皱系铜-钼成矿省；③扬子准地台铜-钼成矿省；④华南褶皱系钨-铜-钼成矿省。其中最引人注目的是中朝准地台钼成矿省。业已查明，北缘的燕辽钼矿带和南缘的东秦岭钼矿带，是我国最重要的两个钼矿带，它们约占全国已探明工业钼储量的60%以上，尤其是东秦岭钼矿带，钼矿总储量达360万t，共有钼(钨)矿床(点)46个，其中特大型矿床4个：金堆城钼矿、上房沟钼(铁)矿、南泥湖钼(钨)矿、三道庄钼(钨)矿；大型矿床4个：大石沟钼(铼)矿、石家湾钼矿、夜长坪钼钨矿、雷门沟钼矿；中型矿床有：南台钼钨矿、银家沟钼矿、秋树湾铜钼矿等等。区内东西向构造具有一级控制意义；不同构造体系的联合、复合部位控制着岩群及矿带的分布，具有二级控制意义，成矿带内的大矿田或矿区等，均处在新华夏系或弧形构造与纬向构造斜接叠加部位，像金堆城、黄龙铺等矿区处于纬向构造与祁吕贺山字型构造前弧东翼复合部位，栾川南泥湖矿田处在纬向构造与伏牛-大别弧形构造叠加部位；低序次的构造变动或构造交接复合部位，控制着小岩体或矿体，具有三级控制意义。西部三江印支褶皱系铜-钼成矿带。该区沿深断裂带的构造-岩浆活动强烈，燕山-喜马拉雅早期的中酸性岩浆活动频繁，在喜马拉雅期形成玉龙斑岩型铜(钼)矿床和马厂箐斑岩-夕卡岩型钼(铜)矿床。钼矿床的成矿时代，就全世界而言，主要为中生代和新生代，这两个时期形成的钼矿床约占世界上已探明钼总储量的90%左右。我国除少数铜(钼)矿床形成于古生代的海西期和新生代的喜马拉雅期外，绝大多数钼矿床和铜(钼)矿床均为中生代燕山期的产物，这是由于我国东部广大地区的燕山期断裂构造和花岗岩类侵入活动广泛发育所致。二、矿床类型我国钼矿床不仅规模大，而且类型多。已探明的矿床包括有斑岩型、斑岩-夕卡岩型、夕卡岩型、脉型、沉积型等各种类型。斑岩型钼矿床该类矿床又称细脉浸染型钼矿床，呈网脉状产在花岗斑岩体内部及其近旁的围岩中。钼的主要成矿作用明显地晚于岩体的成矿作用，即在主要成矿作用时岩体一般作为容矿岩石存在。矿床的容矿岩石可以是岩体，如吉林大黑山钼矿，矿化主要赋存于燕山期斜长花岗岩体内，有的矿床容矿岩石既可以是岩体，也包括近旁的围岩，如陕西金堆城钼矿，钼矿化发育于燕山期的斑岩体及其外接触带的黑云母化和角闪岩化的细碧岩内；还有的矿床，其容矿岩石可以是爆破角砾岩筒，如北京大科庄钼矿。(1)斑岩-夕卡岩型钼矿床花岗岩类侵入体形成过程中，由于围岩性质不同，产生不同的接触热变质和接触交代作用，结果铝硅酸盐围岩发育有角岩化，碳酸盐围岩发育了夕卡岩化。随之而来的成矿热流体活动，导致矿化叠加花岗岩类岩石、角岩化围岩和夕卡岩之上。典型代表有河南栾川的上房沟、三道庄等矿床。斑岩型和斑岩-夕卡岩型钼矿在我国占有重要的地位，这二类矿床合计储量占到了全国钼矿总储量的71%。(2)夕卡岩型钼矿床这类矿床主要产于花岗岩类岩体与碳酸盐岩的接触带，以及在外接触带沿层发育。硫化物的主要成矿作用一般晚于夕卡岩的形成，夕卡岩既可与钼成矿作用有一定的生成联系，而在主要成矿作用时又是作为容矿岩石存在。矿床中除夕卡岩化外，还经常发育一系列的热液蚀变。矿体形态多样。如辽宁锦西杨家杖子钼矿，矿体大部分位于夕卡岩内。河南卢氏夜长坪、河北涞源大湾等也属于这种类型。该类矿床在我国居次要地位，其储量占全国总储量的24%。(3)脉型钼矿床这是由产在各种地质体裂隙中的含辉钼矿脉状矿体组成的矿床。脉旁经常发育有线型蚀变，矿脉可以是较宽的含矿脉体，也可以是细脉状矿石组成的脉带，脉旁蚀变岩经常形成浸染状矿石。矿脉的主要脉石矿物多种多样，最常见的是石英脉，次为伟晶岩或石英岩脉及硫酸盐脉等。此类矿床意义不大，在已探明储量中仅占2.2%。典型矿床有：浙江青田石坪川、江西大余大龙山、河南嵩县黄水庵等。(4)沉积型钼矿床按其产出地质体的岩石性质不同，可分为砂岩型及黑色(硫质、沥青质)页岩型两类。该类矿床意义不大，仅占已探明储量的0.68%。三、典型矿床（区）(一)吉林大黑山钼矿该矿是50年代发现和勘探的一个大型钼矿，储量很大，达109万t(钼金属)，但品位相当低，平均只有0.066%。除了钼外，还含有49万t铜(平均品位0.03%)和相当数量的金、镓、铼