探秘石棉碲铋矿 让“第二国宝”焕发勃勃生机
石棉碲铋矿原石
上世纪90年代,一种世界罕见的碲铋矿床首次在石棉县大渡河畔安顺乡和蟹螺乡被发现。它不仅改写了雅安的地质史书,也填补了中国乃至世界的一个空白。
近30年间,躺在大山中的矿石,逐渐被人熟知,也被称为仅次于大熊猫的“第二国宝”,攀西战略资源创新开发试验区获批后,碲铋资源,更是成为人们关注、探索的焦点。
今年8月,中央电视台《走遍中国》栏目还走进了石棉,以“挂在墙上的油田”为题,探秘了元素周期表上的碲。9月12日,在即将召开的第三届中国(雅安)攀西战略资源创新开发试验区投资大会中,碲铋矿资源的开发利用等将提上日程。相信此次大会后,石棉县碲铋矿将走向产业发展之路。
发现 世界唯一碲独立原生矿床
9月8日,石棉县工业园区内,在大厅一楼的展板前,一块颜色灰暗、锈迹斑斑的“石头”引起了大家的注意。
这块“石头”旁边,写着“碲(铋)矿”字样。
早在1782年,德国矿物学家米勒·冯·赖兴施泰因在研究金矿石时,得到一种未知物质。德国人克拉普罗特在16年后证实了施泰因的发现,并测定了这一物质的特性,将它命名为tellurium(碲)。
让很多人没想到的是,在“碲”被命名的200多年后,大渡河畔的山间就出现了这种矿物质。
1991年,雅安市石棉县大水沟在开发硫铁矿的时候发现了碲铋矿,引起了很大的轰动。
大水沟,在石棉县蟹螺乡新乐村。
这里的村民,早在上世纪80年代就发现了“这种东西”。
新乐村2组村民鲁华说,人们在山上挖黄铁矿石和硫铁矿,结果发现石头里夹杂着一层亮晶晶的东西。很多人拿着铁汤勺用火熬,虽然把它熬下来过,但都不晓得这究竟是什么东西。
“这种矿石,有点像锡,亮晶晶的。也有些颜色不一样,是黑的或者褐色。”在大水沟的大山里,很多当地村民都见过这种“石头”。
当地村民和打矿的老板,都不知道这种“石头”是什么矿石,于是就有人请专家帮助鉴定。
1991年,地矿专家来后,取走了样品,不久就化验出是辉碲铋矿。
石棉大水沟发现“宝贝”的消息,传了出去。
事实上,这个“宝贝”,就是改写世界地矿教科书的“神秘矿藏”——全球首例碲矿床。
由于世界上从来都没有发现过独立的碲矿床,因而石棉县大水沟很快就来了不少的专家学者。其中有中国的,也有外国的。专家们拿着一把榔头,有的还亲自钻进深深的矿洞里去,敲几块石头下来带走。因为这是首次发现的原生辉碲铋矿,所以从大水沟挖出的一块90千克重的矿石被国家博物馆收藏。
从此,一批批专家前来大水沟实地考察,崇山峻岭没有挡住他们的步伐。
在石棉本地,一大批地质专家也参与到其中,石棉县科协原主席,今年50多岁的胡联章就是其中之一。
“全世界只有我们这里才有原生矿床。”胡联章陪同过很多专家前去考察,了解了很多碲铋矿方面的知识。现在,他也算是石棉当地的“土专家”。
碲是一种稀散元素,在地壳中平均丰度值很低,含量很少。已公布的数据表明,地球上有碲14.9万吨,我国为碲资源大国,已发现伴生碲产地约30处,现已探明伴生碲储量在世界上处于第三位,碲资源储量约28000吨。
辉碲铋矿是一种较难独立成矿的碲硫化物。
石棉县大水沟碲铋矿是1991年在开采硫铁矿过程中发现的辉碲铋矿,是迄今为止世界上有报道的唯一碲独立原生矿床。“消息引发轰动,这也因此被称为仅次于大熊猫的‘第二国宝’。”胡联章说。
价值 现代工业、国防与尖端技术的“维生素”
在石棉县工业园区,那块仅A4纸大小的原矿石也引来很多人的好奇,有好事者想挪动看看另一面,却发现这石头异常沉重,“以为和普通石头一样只有十多斤,没想到抱起来那么费劲,估计有四五十斤重。”
碲,在元素周期表排位为“52”,是“密度最大的非金属”。
“在所有的非金属同伴中,它的金属性是最强的。”胡联章说,碲有两种同素异形体,即黑色粉末状、无定形碲和银白色、金属光泽、六方晶系的晶态碲。
在碲的两种同素异形体中,一种是晶体的碲,具有金属光泽,银白色,性脆,是与锑相似的;另一种是无定形粉末状,呈暗灰色。密度中等,熔、沸点较低。它是一种非金属元素,可它却有十分良好的传热和导电本领。
“将碲添加到钢材中以增加其延展性,添加到铅中增加它的强度和耐蚀性。”胡联章介绍,碲的用途很广,在钢和铜合金加入少量碲,能改善其切削加工性能并增加硬度;在白口铸铁中碲被用作碳化物稳定剂,使表面坚固耐磨;含少量碲的铅,可提高材料的耐蚀性、耐磨性和强度,用作海底电缆的护套;铅中加入碲能增加铅的硬度,用来制作电池极板和印刷铅字。碲可用作石油裂解催化剂的添加剂以及制取乙二醇的催化剂……
石棉大水沟辉碲铋矿矿区,碲和铋是主要矿石。碲铋矿作为战略资源,其重要性随着近几年的应用不断扩大而日渐增加,在高新技术领域,碲等稀散元素被誉为“现代工业、国防与尖端技术的维生素, 创造人间奇迹的桥梁”、“是当代高科技新材料的支撑材料”。宇航、原子能、电子工业等尖端技术的飞速发展,对包括碲在内的稀散金属的需求与日俱增; 由于碲具有特殊热电和光电转化性能,随着高新科技产业的发展,使之成为半导体致冷(热)、红外探测,特别是太阳能转化为电能的上佳材料。
开发 搭建科研平台建立资源产业链
“我们的资源得天独厚,我们的相关产业也具备雏形,我们需要解决的问题还有很多……”8日下午,在石棉县科协一办公室内,石棉县工业园区党委专职副书记魏强正向胡联章商量着,如何做好石棉县碲铋矿的推介工作。
胡联章介绍,1992至1993年初由四川有色稀贵金属公司探采确认为独立的碲铋矿床之后,由四川省地矿局进行普查,已初步控制200多吨碲储量。后来,当时的四川有色稀贵金属公司在边采边探的同时,于成都市区建立了小型分离车间,1993年初出实验阶段产品,碲锭纯度达99.99%。
1992年四川省地质矿产局和成都理工学院开始对矿石物质分组进行研究。
1993至1995年中国地质科学院、矿床地质研究所、四川省地质矿产局、四川有色稀贵金属公司及成都理工学院组成课题组对矿床及其外围进行较系统研究,并出版了《四川大水沟碲(金)矿床地质和地球化学》专著。
如何让资源成为带动当地经济发展的助力?
2013年,石棉碲铋产业开发列入国家攀西战略资源创新开发试验区,又给碲铋矿的开发应用带来新的机会和机遇。
2015年初,石棉县启动建设四川碲铋产业技术研究院,并把研究院建设纳入2015年灾后重建重点工作。
目前,四川碲铋产业技术研究院基本完成“三所一中心”建设。研究院还支持建设了3条中试生产线建设。
“我们一边开展筹建工作,一边开展碲铋选矿、冶炼与碲铋新产品等科技攻关与技术研发。”魏强说,在碲铋院专家指导帮助下,“碲碱性电解工艺技术研究”、“高铁接触网导线用镁碲铜合金生产关键技术研究与示范”、“电积锌废渣中4N碲和铋产品电积技术工艺研究”、“萃取分离稀土专用粉体生产技术攻关”等6个项目获得立项支持,有力促进了企业科技创新和新产品开发。
石棉县的碲铋资源开发迈出坚实一步,出现内外联动、产学研协同、平台支撑、产业链延伸的可喜局面。
现在,省内参与碲铋产品提取、提纯生产,以及碲化镉、二氧化碲、碲化铋、碲化钼等产品开发企业共有7家。
截至目前,在石棉工业园区内,已建成和正在建设的碲铋产业开发生产线12条和试生产线30条,年产值约12亿元,发展势头良好。
胡联章说,依托资源最长远的目标,就是通过对石棉县大水沟碲(铋)资源的产业化开发,科学合理开发利用四川乃至我国西南地区丰富的稀散金属资源,发展基于碲系列稀散金属为主的国家战略资源产业和高科技新材料产业,并带动其他相关产业集群。
雅安日报/北纬网记者 黄伟