礦產(chǎn)綜合利用技術(shù)要鎖定新方向

　　———訪中國地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所所長(zhǎng)馮安生

　　新中國成立以來，我國礦業(yè)發(fā)展之路可以歸納為3個(gè)不同的發(fā)展階段：第一階段的“開發(fā)礦業(yè)”；第二階段的“提高資源利用率”和“提高資源綜合利用率”；第三階段的“大幅度提高能源資源利用效率，提升各類資源保障程度”。

　　可以說，礦產(chǎn)資源綜合利用事業(yè)走上新的發(fā)展階段，充分表明了我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和生態(tài)文明建設(shè)邁開了堅(jiān)實(shí)的步伐。那么，當(dāng)前我國的礦產(chǎn)綜合利用技術(shù)現(xiàn)狀如何，又該向什么方向發(fā)展？記者近日采訪了中國地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所所長(zhǎng)馮安生。

　　記者：我國當(dāng)前的礦產(chǎn)資源綜合利用技術(shù)狀況如何？取得了哪些成績(jī)？

　　馮安生：根據(jù)《中國資源綜合利用年度報(bào)告2012》，2011年，我國黑色金屬礦共伴生的30多種有用組分中，有20多種得到綜合利用；有色金屬礦的45種共伴生組分中，有33種得到綜合利用；全國共伴生金屬礦產(chǎn)約70%得到綜合利用，綜合利用的金屬量占到全國金屬總產(chǎn)量的15%。全國35%的黃金、90%的銀、100%的鉑族元素、75%的硫鐵礦和50%以上的釩、碲、鎵、銦、鍺等稀有金屬來自于綜合利用。貧鎳硫化礦、貧錫多金屬礦、復(fù)雜低品位銅鉛鋅和鎢鉬鉍多金屬礦高效經(jīng)濟(jì)選別技術(shù)，低品位黑白鎢混合精礦直接水冶、鉬鉍精礦直接提取鉍和鉬等一批重大新工藝、新技術(shù)得到突破和應(yīng)用。全鐵品位低于10%的超貧磁鐵礦得到開發(fā)利用。銅、鈾等低品位難選冶礦石的地下溶浸和就地浸出實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，無底柱分段崩落采礦技術(shù)在礦山得到推廣。礦產(chǎn)資源對(duì)國家社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支撐力量持續(xù)增強(qiáng)。

　　我國金川鎳礦富含鎳、銅、鈷、金、銀、鋨、銥、釕、銠、鉑、鈀、硒、碲、硫、鎂、鉻、鐵、鎵、銦、鍺、鉈、鎘等，目前已能回收提取鎳、銅、鈷、金、銀、鋨、銥、釕、銠、鉑、鈀、硒、碲、硫、鎂、鐵等16種有用組分。

　　湖南柿竹園有色金屬有限責(zé)任公司地下立體分區(qū)大規(guī)?？刂票崎_采技術(shù)礦段開采回采率由42%提高到90%。基于信息融合的地壓災(zāi)害監(jiān)控和孔內(nèi)觀測(cè)技術(shù)應(yīng)用于地下礦山隱患礦體誘導(dǎo)崩落連續(xù)開采。華錫集團(tuán)股份有限公司銅坑礦采用誘導(dǎo)崩落連續(xù)采礦技術(shù)開采隱患礦體，通過非重疊區(qū)回采，使礦體開采貧化損失率大大降低（相對(duì)原房柱法開采），貧化率由原來的25%~40%降至15%以下，損失率由35%降至15.4%。高壓輥磨新工藝成套技術(shù)與裝備真正實(shí)現(xiàn)了選礦廠的多碎少磨。馬鋼集團(tuán)南山礦業(yè)公司凹山選礦廠采用磨前濕式粗粒磁選拋尾，減少了近50%的磨礦量，節(jié)省了大量的能耗和鋼球損耗，電耗節(jié)省約25%，在全國大型鐵礦選礦廠中，凹山選礦廠的球耗僅為0.4~0.5千克/噸原礦；濕式粗粒磁選拋尾后減少了尾礦輸送礦量，降低了尾礦庫庫容對(duì)尾礦堆排的壓力，減少了尾礦庫的征地面積或增加了尾礦庫的使用年限，使礦山更加綠色安全環(huán)保。

　　記者：中國地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所作為礦產(chǎn)資源綜合利用技術(shù)研究的專業(yè)部門，近年來在技術(shù)研發(fā)方面有哪些重要進(jìn)展？

　　馮安生：中國地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所近年來一直致力于礦產(chǎn)資源綜合利用的研發(fā)和推廣應(yīng)用工作。我們開展的“共伴生難選鉬礦資源選礦關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目，查明了滑石與鐵礦的物質(zhì)組成，確定了合理的磨礦粒度，創(chuàng)造性地實(shí)現(xiàn)了磁選分選滑石鐵礦連生體，鉬礦粗細(xì)分選。2012年5月在洛鉬集團(tuán)富川礦業(yè)有限公司三川選廠完成了850噸/天的工業(yè)試驗(yàn)后，富川公司將工業(yè)試驗(yàn)廠和3500噸/天規(guī)模焦樹凹選礦廠實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用，并將在3年內(nèi)建成日處理量20000噸/天規(guī)模的現(xiàn)代化大型選礦廠，解決滑石型鉬礦的選礦難題。

　　我們對(duì)復(fù)雜難處理鎢細(xì)泥采用“細(xì)泥預(yù)處理-常溫浮選-重選”工藝，在寧化行洛坑鎢礦有限公司細(xì)泥車間投入生產(chǎn)使用，鎢細(xì)泥原礦進(jìn)入Φ53m濃密機(jī)濃縮后，通過旋流器組脫泥，溢流主要為10微米以下粒級(jí)直接排入尾礦庫，沉砂采用一粗一掃二精流程浮選脫硫，硫化礦粗精礦進(jìn)入硫化礦綜合回收車間，脫硫尾礦進(jìn)入選鎢作業(yè)。選鎢采用浮選-重選相結(jié)合的方式，浮選采用一粗三掃一精作業(yè)，得到合格的浮選鎢粗精礦進(jìn)入離心機(jī)重選，再經(jīng)過濃縮烘干混勻，最終得到合格的鎢精礦品位含三氧化鎢20%，細(xì)泥綜合回收率60%。

　　攀鋼集團(tuán)礦業(yè)有限公司選鈦廠采用了“強(qiáng)磁-強(qiáng)磁-浮選”工藝流程，在原料量不變的情況下，選鈦廠鈦精礦年產(chǎn)量由26萬噸提高到2012年的52萬噸，增加26萬噸，回收率由20%左右上升到37.26%，較原流程提高17個(gè)百分點(diǎn)以上；鈦精礦單位成本較原流程降低；硫鈷精礦產(chǎn)量由1萬噸提高到2萬噸左右；年新增鐵精礦20萬噸規(guī)模，已累計(jì)創(chuàng)效8.23億元。

　　我們的高砷、高碳、微細(xì)粒浸染難處理低品位金礦石技術(shù)通過控制焙燒條件破壞包裹金的硫化物，使載金礦物結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)裂隙，同時(shí)固砷、固硫，抑制有機(jī)碳對(duì)后續(xù)提金工藝的負(fù)面影響，達(dá)到顯著提高金回收率的目的。貴州金興黃金礦業(yè)有限責(zé)任公司紫木凼金礦原礦金品位2.6克/噸，有機(jī)碳含量為1.43%、砷含量為1.26%、硫含量為4.41%，采用干式磨礦和沸騰焙燒提金預(yù)處理工藝技術(shù)砷的氧化率達(dá)99%、硫的氧化率為98%、有機(jī)碳氧化率95.35%、砷的固化率達(dá)98.99%、硫的固化率72.95%，金總回收率80%。

　　記者：我國衡量礦產(chǎn)綜合利用技術(shù)指標(biāo)體系的建設(shè)情況如何？

　　馮安生：中國地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所2012年承擔(dān)了新“三率”指標(biāo)（開采回采率、選礦回收率、綜合利用率）的研究和全國20600家礦山企業(yè)的調(diào)研任務(wù)。新“三率”指標(biāo)通過國土資源部發(fā)布成為礦產(chǎn)資源開發(fā)與管理的重要指標(biāo)。同時(shí)，國土資源部加快了“三率”標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。2012年底，以國土資源部公告形式發(fā)布實(shí)施了煤炭、金礦、磷礦、高嶺土和釩鈦磁鐵礦5個(gè)礦種的“三率”指標(biāo)要求。目前，正在開展油氣、鐵、銅、鉛、鋅、螢石、稀土、鉀鹽等9個(gè)大宗和戰(zhàn)略礦種的“三率”標(biāo)準(zhǔn)制定工作。

　　記者：黨的十八大進(jìn)一步要求大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，全面促進(jìn)資源節(jié)約，提高利用效率和效益。那么，我國的礦產(chǎn)開發(fā)利用技術(shù)應(yīng)圍繞哪些方向發(fā)展？

　　馮安生：一是對(duì)生態(tài)更加友好的礦山開發(fā)利用技術(shù)的開發(fā)。建設(shè)井下采礦、破碎、粗選、尾礦充填一體化工作站和井下選礦廠，解決一大批礦山的原礦石運(yùn)輸與尾礦處置問題。開發(fā)井下預(yù)選技術(shù)和尾礦直接充填技術(shù)意義重大，有朝一日甚至?xí)霈F(xiàn)井下選礦廠，這樣就可以使采選對(duì)地面環(huán)境的擾動(dòng)基本消失，尾礦揚(yáng)塵被徹底解決。這些技術(shù)必須配套解決井下尾礦和廢棄物處置的環(huán)境無害化技術(shù)。

　　選礦、冶煉廠固體廢棄物利用和“城市礦產(chǎn)”循環(huán)利用技術(shù)等既可以實(shí)現(xiàn)資源利用也是對(duì)環(huán)境的保護(hù)。當(dāng)前，我國一大批冶煉廠的固體廢棄物蘊(yùn)含著巨大的具有潛在經(jīng)濟(jì)效益的物質(zhì)，其開發(fā)利用技術(shù)的突破正在引起越來越多的關(guān)注。

　　環(huán)保和節(jié)能礦物的利用技術(shù)具有廣闊空間。國家正在逐步強(qiáng)制推廣建筑材料外保溫及中空和真空玻璃節(jié)能技術(shù)。一大批非金屬礦如珍珠巖、蛭石等具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。黏土礦物深加工用于環(huán)保，高純石英、高純石墨用于光伏發(fā)電和核電原料都需要技術(shù)的提升。

　　選礦和冶煉廢水的治理與循環(huán)利用技術(shù)雖然取得了巨大的成績(jī)，但是仍然有巨大的潛力沒有被挖掘出來。我國部分地區(qū)農(nóng)產(chǎn)品重金屬含量超標(biāo)，選冶廢棄物通過廢水傳遞到作物上面已經(jīng)引起國內(nèi)外的重視，局部地區(qū)的大米重金屬含量超標(biāo)數(shù)十倍。因此，選冶廢水的治理與利用技術(shù)的解決一要查清污染物傳遞的機(jī)制，針對(duì)性的予以治理；二要開發(fā)高效的廢水循環(huán)利用工藝。

　　工藝礦物學(xué)面臨新的突破?，F(xiàn)代測(cè)試技術(shù)已經(jīng)從微米尺度深入到納米尺度，查明不同礦物之間的嵌布嵌鑲關(guān)系有了新的條件?；豌f礦、紅柱石礦選礦的突破，就是分別找到了鐵礦物與滑石在特定粒度下的嵌布嵌鑲關(guān)系和鐵礦物與云母蛭石之間的嵌布嵌鑲關(guān)系取得突破的。現(xiàn)有復(fù)雜共生礦具備了開展新一輪工藝礦物學(xué)研究的條件。通過工藝礦物學(xué)研究，將解決一大批復(fù)雜共伴生礦的綜合利用問題，提高資源綜合利用率。更加重要的是，當(dāng)前呆滯的復(fù)雜共伴生礦也有望隨著工藝礦物學(xué)研究的進(jìn)展，指明合理的利用途徑而被高效分離和提取。因此，復(fù)雜共伴生礦的工藝礦物學(xué)研究與高效利用技術(shù)協(xié)調(diào)開發(fā)具有廣闊前景。

　　在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，復(fù)雜共伴生礦不僅不是負(fù)擔(dān)，有時(shí)還是抵抗市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)的財(cái)富。如當(dāng)前鉬礦價(jià)格下跌的時(shí)候能夠綜合回收白鎢的企業(yè)效益就好起來了；伴生螢石價(jià)格的上漲大幅度抵消了鉛鋅、稀土價(jià)格下跌對(duì)鉛鋅礦和稀土礦的影響。一些礦山主礦種在不同經(jīng)濟(jì)時(shí)段由于礦產(chǎn)品價(jià)格的變化會(huì)不斷變化，一些混合精礦分離的技術(shù)路線也可能隨著新產(chǎn)品的開發(fā)轉(zhuǎn)而在化工冶金階段分離制備不同的產(chǎn)品而全面回收。

　　現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)還為不斷發(fā)現(xiàn)和利用礦物新性質(zhì)、新用途提供了基礎(chǔ)。國家的競(jìng)爭(zhēng)力在于國家的生產(chǎn)力，企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力在于企業(yè)產(chǎn)品的差異性、特殊性和不可替代性。因此，開展產(chǎn)品的性質(zhì)研究，不斷解決礦物表界面、單體與集合體、分離與復(fù)合等方面的性質(zhì)研究具有重要的意義，將會(huì)推動(dòng)地質(zhì)找礦實(shí)現(xiàn)從目標(biāo)找礦向價(jià)值導(dǎo)向型找礦的轉(zhuǎn)移。

　　工業(yè)機(jī)器人在礦山逐步得到應(yīng)用。本世紀(jì)前十年，我國礦產(chǎn)開發(fā)和利用設(shè)備在大型化和自動(dòng)化方面取得了巨大的進(jìn)展，顯著縮小了與發(fā)達(dá)國家的差距。但是在地下大型采礦設(shè)備、高效破碎和高效固液分離設(shè)備等方面目前仍然以進(jìn)口為主。不斷推陳出新新技術(shù)、新裝備仍然是我們面臨的重大任務(wù)。開發(fā)礦山設(shè)備用工業(yè)機(jī)械手、機(jī)器人，用于礦山設(shè)備加工，可以使礦山設(shè)備的精度和設(shè)備壽命、穩(wěn)定性大幅度加強(qiáng)，設(shè)備效率更高。隨著技術(shù)的進(jìn)步，相信在不久的將來，薄礦體采礦機(jī)器人將使得高品位的薄礦體得到開采、超厚礦體無人采礦和水下采礦機(jī)器人成套技術(shù)裝備將會(huì)投入使用，從而使得資源的開采回采率更高，作業(yè)過程更安全。

　　礦山技術(shù)監(jiān)督標(biāo)準(zhǔn)需逐步建立和落實(shí)。隨著人們資源節(jié)約意識(shí)和環(huán)境保護(hù)意識(shí)的日益提高，礦產(chǎn)開發(fā)利用的技術(shù)要求、尾礦排放與處置的技術(shù)要求、礦山開發(fā)管理的報(bào)告與監(jiān)督機(jī)制應(yīng)當(dāng)盡快制定和完善。

　　提高資源利用效率的關(guān)鍵技術(shù)。新設(shè)備、新藥劑要從基礎(chǔ)研究做起，期待新發(fā)明創(chuàng)新。資源配置要打破體制的約束，允許有創(chuàng)新活力和實(shí)力的單位優(yōu)先使用資源。延長(zhǎng)礦產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈，加強(qiáng)礦物材料的攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)礦物從原料到材料的升級(jí)，能源礦產(chǎn)從礦產(chǎn)到能源的升級(jí)。礦產(chǎn)品的在礦山就地材料化已經(jīng)成為大型礦業(yè)集團(tuán)的重要方向之一。這些工作實(shí)際上具有承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和提升礦山競(jìng)爭(zhēng)能力的雙重效果。現(xiàn)代科技從航天到深潛、從光伏發(fā)電到石墨烯、從微電子到光通信，無不涉及礦物材料或其制品，礦產(chǎn)綜合利用科技需要從傳統(tǒng)的中低品位資源利用上走出來，向綠色、高效的礦物材料工業(yè)邁進(jìn)。

來源：中國礦業(yè)報(bào) 　 作者： 王瓊杰

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