氢矿物相转化强化含铜褐铁矿中铜铁协同回收的绿色高效方法

针对含铜褐铁矿中铜铁高效分离难题，中国科学院研究人员创新性提出氢矿物相转化（HMPT）预处理技术，通过将弱磁性褐铁矿转化为强磁性磁铁矿，同步实现铁品位63.74%、回收率98.46%的磁选精矿，以及氨浸铜总回收率80%的突破性成果，铁损失率<1%，为复杂铜铁矿资源绿色开发提供新范式。

　　

随着全球优质铜铁矿资源日益枯竭，西藏玉龙矿区储量达3000万吨的含铜褐铁矿（铜品位1.79%、铁品位43.78%）因其高度共生的矿物特性长期难以有效开发。传统浮选、酸浸等工艺存在铜回收率低（<75%）、铁损失率高（>4%）的双重瓶颈，而碳基燃料磁化焙烧又面临能耗与碳排放的环保诟病。这一困境促使中国科学院团队在《Journal of Industrial and Engineering Chemistry》发表突破性研究，开创性地将氢矿物相转化技术（Hydrogen Mineral Phase Transformation, HMPT）引入含铜褐铁矿处理领域。

研究采用HMPT-磁选-氨浸联用技术体系，通过流体化床氢还原焙烧实现矿物微观结构重构。关键技术包括：1）基于西藏玉龙矿样（含铁48.67%以褐铁矿为主）的BPMA（BGRIMM工艺矿物学分析）；2）多参数优化HMPT过程（温度、H₂
浓度、时间）；3）磁选精矿与尾矿分段氨浸；4）结合XRD、SEM-EDS等表征手段解析相变机制。

材料与试剂
研究选用西藏玉龙铜业含铜褐铁矿，BPMA显示76.77%铁赋存于褐铁矿，43.03%铜以结合态形式存在。

HMPT实验
在500°C、20% H₂
浓度、60分钟优化条件下，HMPT促使Fe³⁺
还原为Fe²⁺
，褐铁矿转化为磁铁矿，磁选获得铁品位63.74%、回收率98.81%的精矿。矿物表面裂隙率提升300%，为后续氨浸创造通道。

结论与展望
该研究首次证实HMPT能同步解决铜铁分离三大痛点：1）磁选精矿铁回收率较传统工艺提升15%；2）氨浸铜总回收率达80%，铁损失<1%；3）氢还原较碳基焙烧减排CO₂
90%。团队提出该技术可拓展至红土镍矿等复杂资源开发，相关机理研究为《矿物工程》领域提供新理论框架。

作者贡献
Hanyu Wang（王涵宇）完成实验与初稿撰写，Wenbo Li（李文博）设计HMPT反应路径，Yuexin Han（韩跃新）指导工业转化应用。研究获国家自然科学基金（U24A2093）等资助，标志着我国在战略金属绿色提取技术领域取得国际领先突破。