為礦業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供支撐 —中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所轉(zhuǎn)型創(chuàng)新發(fā)展(上)
發(fā)布時(shí)間:2020-10-26
作者:
宮莉
全力做好礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用水平調(diào)查工作
□呂振福
為推進(jìn)資源開(kāi)發(fā)與保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展,提高資源節(jié)約集約利用水平,中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所按照自然資源部、中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局統(tǒng)籌安排,開(kāi)展相關(guān)研究,建立了礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用水平調(diào)查評(píng)價(jià)政策體系、評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、監(jiān)督管理標(biāo)準(zhǔn)體系,為礦業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供了有力支撐。
一、礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用水平調(diào)查評(píng)價(jià)政策體系研究
2015年,黨中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)了加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的意見(jiàn)和改革總體方案,確定由原國(guó)土資源部牽頭建立礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用水平調(diào)查評(píng)估制度,并明確時(shí)間表和路線圖。
鄭州綜合利用所在礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用水平調(diào)查評(píng)價(jià)制度研究方面開(kāi)展了一系列工作:組織研究提出工作方案建議,支撐了《礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用水平調(diào)查評(píng)估制度工作方案》印發(fā);研究提出試點(diǎn)工作辦法建議,支撐《礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用水平調(diào)查評(píng)估試點(diǎn)工作辦法》印發(fā);在試點(diǎn)調(diào)查基礎(chǔ)上,提出《礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用水平調(diào)查評(píng)價(jià)辦法建議》《礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用水平調(diào)查評(píng)價(jià)技術(shù)指南建議》。這一系列政策建議的提出,為全面推廣礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用水平調(diào)查,科學(xué)評(píng)價(jià)我國(guó)礦業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平奠定了基礎(chǔ)。

二、礦產(chǎn)資源合理開(kāi)發(fā)利用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究
為規(guī)范礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用評(píng)價(jià),科學(xué)合理評(píng)價(jià)礦業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平,鄭州綜合利用所規(guī)范了“三率”指標(biāo)計(jì)算方法,起草了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DZ/T0272《礦產(chǎn)資源綜合利用技術(shù)指標(biāo)及其計(jì)算方法》,制定了能夠反映礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用水平的開(kāi)采回采率、選礦回收率和綜合利用率的標(biāo)準(zhǔn)定義,并給出計(jì)算方法。同時(shí),為建立并完善“三率”最低指標(biāo)要求體系,支撐制定了煤炭、鐵礦、鋁土礦、銅礦等77個(gè)礦種(礦類)合理開(kāi)發(fā)利用“三率”最低指標(biāo)要求;預(yù)計(jì)2020年底,建成覆蓋全部開(kāi)采礦種的礦產(chǎn)資源合理開(kāi)發(fā)利用“三率”指標(biāo)體系?!叭省弊畹椭笜?biāo)要求已成為編制、審核礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用方案、礦山設(shè)計(jì)的主要指標(biāo),為礦產(chǎn)資源合理開(kāi)發(fā)利用和有效監(jiān)管提供權(quán)威依據(jù)。
三、礦產(chǎn)資源監(jiān)督管理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系研究
聚焦現(xiàn)階段礦產(chǎn)資源監(jiān)督管理監(jiān)管職責(zé)、內(nèi)容、方式和技術(shù)手段,鄭州綜合利用所提出了新形勢(shì)下亟需的通用標(biāo)準(zhǔn)、管理標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等礦產(chǎn)資源監(jiān)督管理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系建議。同時(shí),為提供科學(xué)評(píng)價(jià)礦業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平的標(biāo)準(zhǔn)支撐,積極開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)研究工作,已牽頭、參與制定了《礦產(chǎn)資源綜合利用技術(shù)指標(biāo)及其計(jì)算方法》《固體礦產(chǎn)勘查概略研究規(guī)范》等11項(xiàng)現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),已報(bào)批《鐵礦廢石利用率計(jì)算方法》《煤矸石利用率計(jì)算方法》等4項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),以及《固體礦產(chǎn)選冶試驗(yàn)樣品配制規(guī)范》《礦產(chǎn)資源節(jié)約集約利用基本術(shù)語(yǔ)》等5項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?!?/div>
戰(zhàn)略性礦產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)精準(zhǔn)服務(wù)中資企業(yè)境外開(kāi)發(fā)
□王威
鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所依托地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目“戰(zhàn)略性共伴生難選冶礦產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)”,以精準(zhǔn)服務(wù)中資企業(yè)境外礦業(yè)開(kāi)發(fā)為目標(biāo),針對(duì)中資企業(yè)境外金、銅、鈷、鈮、鋰、鈦等戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)項(xiàng)目存在的需求,重點(diǎn)開(kāi)展巴西鈮多金屬礦綜合利用、莫桑比克鋯鈦砂綜合利用、剛果(金)銅鈷礦綜合利用關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),為中資企業(yè)境外礦業(yè)開(kāi)發(fā)水平提升提供技術(shù)支撐。
一、巴西鈮礦預(yù)選技術(shù)研究進(jìn)展
鈮是高新技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵材料之一,具有良好的超導(dǎo)性、熔點(diǎn)高、耐腐蝕、耐磨等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用到鋼鐵、超導(dǎo)材料、航空航天、原子能等領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)鈮資源基礎(chǔ)儲(chǔ)量為82萬(wàn)t,但我國(guó)鈮資源品位低,開(kāi)發(fā)利用程度低,2016年,我國(guó)鈮精礦產(chǎn)率約50t/a,鈮對(duì)外依存度超過(guò)95%。近年來(lái),隨著鈮在超導(dǎo)材料、航空航天、原子能等領(lǐng)域的應(yīng)用,鈮消費(fèi)量持續(xù)增長(zhǎng),中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院全球礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略研究中心預(yù)測(cè)2030年以前,我國(guó)鈮消費(fèi)量將持續(xù)增長(zhǎng),到2020年,我國(guó)鈮需求量將達(dá)到1.13萬(wàn)~1.70萬(wàn)t,到2025年,將達(dá)到1.83萬(wàn)~2.58萬(wàn)t,到2030年,預(yù)計(jì)將達(dá)到2.35萬(wàn)~3.36萬(wàn)t。
燒綠石(pyrochlore),又稱黃綠石,是金屬鈮的主要來(lái)源,在已發(fā)現(xiàn)的鈮資源中,約90%的鈮礦床屬燒綠石礦。2016年,洛陽(yáng)鉬業(yè)以15億美元收購(gòu)英美資源旗下的巴西鈮磷業(yè)務(wù)之后,洛陽(yáng)鉬業(yè)成為全球鈮第二大生產(chǎn)商。巴西Catalo礦區(qū)鈮礦伴生的礦物成分較多,鈮精礦質(zhì)量要求高,燒綠石的礦物加工流程十分復(fù)雜,基本可以總結(jié)歸納為磨礦-多段脫泥-反浮脫硫-反浮選硅酸鹽或碳酸鹽-脫水-磁選-燒綠石浮選-硫化物浮選-浸出除磷,加之燒綠石浮選所采用的捕收劑價(jià)格昂貴,造成燒綠石選礦過(guò)程整體生產(chǎn)能耗、藥劑成本較高,且鈮選礦回收率偏低(約56%),亟需對(duì)工藝進(jìn)行優(yōu)化,以實(shí)現(xiàn)對(duì)該類資源的高效利用。
項(xiàng)目組對(duì)接洛陽(yáng)鉬業(yè)巴西鈮礦開(kāi)發(fā)需求,通過(guò)與企業(yè)技術(shù)人員交流,進(jìn)一步了解了現(xiàn)場(chǎng)工藝流程,提出了在磨礦前進(jìn)行預(yù)先脫除脈石雜質(zhì)簡(jiǎn)化后續(xù)礦物組成、降低磨礦-浮選作業(yè)入選礦量的研究思路,得到企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人員的認(rèn)同。采集巴西鈮礦樣品,開(kāi)展了工藝礦物學(xué)研究,在查清礦物組成及賦存狀態(tài)的基礎(chǔ)上,針對(duì)巴西某燒綠石礦開(kāi)展了選礦技術(shù)研究,確定了粗粒拋尾的基本流程,試驗(yàn)結(jié)果表明采用該工藝流程,可對(duì)0.2~18mm燒綠石物料實(shí)現(xiàn)拋尾56.09%左右,Nb2O5金屬損失8.80%,磨礦浮選作業(yè)入選物料中Nb2O5含量由1.03%提高至2.14%,該技術(shù)推廣應(yīng)用可大幅降低燒綠石選礦過(guò)程中磨礦浮選作業(yè)能耗和藥劑消耗,為燒綠石的提產(chǎn)降耗提供了有力技術(shù)支撐。
二、莫桑比克鋯鈦砂綜合利用技術(shù)研究
鋯鈦礦屬于稀缺資源,由于鋯、鈦特殊的金屬特性,被廣泛應(yīng)用于軍工武器、精密鑄造、高級(jí)耐火材料、航空航天、醫(yī)學(xué)化工、核能等行業(yè)。我國(guó)鋯、鈦資源有限,而需求量不斷增大,每年以6%的速度增長(zhǎng),每年鋯、鈦礦進(jìn)口需求量分別達(dá)到90%和70%。
美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,2012~2018年全球鋯資源儲(chǔ)量維持在7500萬(wàn)t左右(ZrSiO4),澳大利亞、南非、肯尼亞及莫桑比克4個(gè)國(guó)家鋯礦儲(chǔ)量合計(jì)6140萬(wàn)t,占全球84.11%,礦床類型多以濱海砂礦為主;印度、馬達(dá)加斯加、巴西、中國(guó)、美國(guó)、烏克蘭、印度尼西亞及俄羅斯等其他國(guó)家鋯礦儲(chǔ)量1160萬(wàn)t,占全球15.89%。截至2018年底,全球鈦礦資源量超過(guò)20億t(TiO2當(dāng)量計(jì)),儲(chǔ)量9.42億t,其中鈦鐵礦儲(chǔ)量8.80億t,約占93.42%;金紅石資源儲(chǔ)量6200萬(wàn)t,約占6.58%。

巴西鈮礦工藝優(yōu)化示意圖
我國(guó)的鋯英砂產(chǎn)量不足1萬(wàn)t,需求量卻達(dá)62.3萬(wàn)t,近3年的進(jìn)口量均超過(guò)100萬(wàn)t。2019年,我國(guó)鋯英砂進(jìn)口總量達(dá)到118.2萬(wàn)噸,同比增幅達(dá)11%。2012~2017年,我國(guó)的鈦礦表觀消費(fèi)量不斷增加,在2017年達(dá)到687萬(wàn)t,自產(chǎn)的鈦精礦產(chǎn)量一直大于鈦精礦進(jìn)口量。近年來(lái),鈦精礦進(jìn)口所占比例逐年增加,進(jìn)口增幅遠(yuǎn)大于本國(guó)產(chǎn)量。整體來(lái)說(shuō),我國(guó)每年對(duì)鈦精礦的進(jìn)口量遠(yuǎn)大于出口量,對(duì)外依存度逐年增加。

莫桑比克鋯鈦砂綜合利用原則工藝流程
莫桑比克成礦地質(zhì)條件優(yōu)越,礦產(chǎn)資源豐富,近幾年發(fā)現(xiàn)的鈦儲(chǔ)量約600多萬(wàn)噸。濱海鋯鈦砂是莫桑比克鋯鈦資源的重要類型。在分選鋯英石和鈦鐵礦的同時(shí),如何將金紅石、獨(dú)居石等其他有用重礦物加以綜合回收,解決鋯英砂放射性元素超標(biāo)等問(wèn)題是影響其高效開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵。項(xiàng)目組針對(duì)中資企業(yè)莫桑比克鋯鈦砂資源開(kāi)發(fā)利用需求,以莫桑比克濱海鋯鈦砂礦為對(duì)象,開(kāi)展綜合利用技術(shù)研究?;谠摰V中鈦鐵礦、鋯英石、獨(dú)居石、金紅石等重礦物粒度偏細(xì)(一般在100目以下)的工藝礦物學(xué)特征,充分運(yùn)用窄粒度級(jí)別分選和重力分選工藝優(yōu)勢(shì),針對(duì)性研發(fā)了“分級(jí)拋尾-分流重選-多產(chǎn)品干法磁選-分流浮選-重選提純”的鋯鈦砂綜合利用關(guān)鍵技術(shù)和“干法離心分選”預(yù)選技術(shù),試驗(yàn)得到了產(chǎn)率7.48%、品位52.87%、回收率90.83%(對(duì)原礦)的鈦鐵礦精礦,以新型稀土礦捕收劑、金紅石捕收劑為主的鋯英石、獨(dú)居石、金紅石綜合回收浮選工藝優(yōu)化研究最終可得到鈦鐵礦、鋯英石、獨(dú)居石、金紅石合格產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)綜合回收的目標(biāo)。
三、剛果(金)銅鈷礦綜合利用技術(shù)
鈷是重要的新能源材料,在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中有許多不可替代的用途,特別是在新能源汽車(chē)、航空航天等領(lǐng)域中具有重要應(yīng)用,被中國(guó)、日本、歐盟及美國(guó)紛紛列入關(guān)鍵性礦產(chǎn)目錄。據(jù)統(tǒng)計(jì),2019年度我國(guó)鈷儲(chǔ)量為80000噸,占全球鈷資源量的1.14%,鈷的對(duì)外依存度高達(dá)97%,而剛果(金)鈷儲(chǔ)量占全球的51.43%,產(chǎn)量占全球的71.43%。并且,銅鈷常以伴生礦形式存在。
項(xiàng)目組針對(duì)剛果(金)銅鈷礦開(kāi)發(fā)普遍存在的鈷浸出率偏低的問(wèn)題,進(jìn)行了提高鈷浸出率的工藝技術(shù)研究,采集了剛果(金)騰克豐古魯梅(TenkeFungu-rume)銅鈷礦樣品,采用濕法浸出銅鈷工藝,通過(guò)選擇性分段浸出、直接浸出、多級(jí)逆流浸出等多方案對(duì)比研究,采用原礦-磨礦-多級(jí)逆流浸出工藝,鈷浸出率達(dá)到96.09%?!?/div>
創(chuàng)新礦產(chǎn)利用模式支撐贛南礦業(yè)綠色發(fā)展
□趙恒勤 張紅新
鄭州綜合利用所依托“江西于都地區(qū)鎢等礦產(chǎn)綠色利用調(diào)查評(píng)價(jià)”地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目,通過(guò)創(chuàng)新綠色利用技術(shù),提升礦產(chǎn)產(chǎn)出價(jià)值和礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)的環(huán)境友好性——調(diào)查礦山環(huán)境狀況,解決已有礦業(yè)開(kāi)發(fā)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題——制定適合當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)的綠色礦山政策標(biāo)準(zhǔn),形成綠色礦業(yè)發(fā)展長(zhǎng)效機(jī)制。該路徑摒棄了以往單一調(diào)查、單一技術(shù)研發(fā)等形式,采用軟(政策標(biāo)準(zhǔn)等)硬(技術(shù)落地)結(jié)合的綜合模式開(kāi)展,有效地支撐贛南礦業(yè)綠色發(fā)展。
針對(duì)鐵山垅鎢礦及共伴生組分,圍繞制約綠色利用的各個(gè)環(huán)節(jié),從提高有價(jià)組分分選指標(biāo)、尾礦中有價(jià)組分回收、鎢廢石石英提純等方面開(kāi)展技術(shù)攻關(guān),取得了較好的成果。
一、鎢伴生銅鋅浮選工藝優(yōu)化及應(yīng)用
針對(duì)鎢伴生的銅鋅浮選分離工藝存在的藥劑用量較大,成本偏高、回水未利用問(wèn)題,提出了回水分段回收利用思路,使回水中所殘留藥劑互相不干擾,保證了藥劑種類的穩(wěn)定性。為避免細(xì)泥的影響,引入高效分散劑,采用高效分散劑與原有藥劑進(jìn)行協(xié)同應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了銅鋅分選作業(yè)段回水利用,回水利用率達(dá)到70%以上。采用新組合藥劑,藥劑用量比例45kg/t粗精礦降低至11.5kg/t粗精礦,噸藥劑成本從185元降低至54元,藥劑用量大幅度降低,選礦成本也大幅度降低。選礦回水階段利用,減少了廢水的排放,藥劑用量大幅度降低,緩解了環(huán)境的壓力,達(dá)到綠色利用的目的。該成果已現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)化應(yīng)用。
二、鎢細(xì)泥綠色利用技術(shù)
黑鎢性脆,易過(guò)粉碎,在開(kāi)采和碎礦的過(guò)程中不可避免地產(chǎn)生細(xì)泥。據(jù)統(tǒng)計(jì),大概有20%的鎢損失于鎢細(xì)泥中。由于鎢細(xì)泥組成復(fù)雜、粒度細(xì)且微泥化程度高,因此對(duì)選礦工藝以及選礦設(shè)備有很高的要求。采用分級(jí)拋尾-離心重選粗選-懸振錐面精選的工藝,從丟棄的鎢細(xì)泥中可再回收含WO3品位23.43%,回收率41.62%的黑鎢精礦。初步分析表明,采用該技術(shù)工藝企業(yè)可年新增141萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)效益。
于都縣的銀坑礦田是贛州重要的鉛鋅礦產(chǎn),現(xiàn)有資源量1000萬(wàn)t礦石、鉛鋅金屬量50萬(wàn)t、金15t、銀800t、銅3萬(wàn)t,遠(yuǎn)景儲(chǔ)量鉛鋅金屬量100萬(wàn)t、金60t、銀3000t,潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值高。項(xiàng)目組在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn),鋅在硫精礦中含量達(dá)到2%以上,損失較大。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和場(chǎng)地空間,把原流程優(yōu)先浮選銅鉛-選鋅-選硫工藝改為優(yōu)先浮選銅鉛-鋅硫混選-鋅硫分離工藝。不用增加新設(shè)備和場(chǎng)地的情況下硫回收率提高0.87個(gè)百分點(diǎn),鉛回收率提高4.46個(gè)百分點(diǎn),銅回收率提高7.14個(gè)百分點(diǎn),鋅回收率提高0.6個(gè)百分點(diǎn),銀回收率提高2.11個(gè)百分點(diǎn)。電機(jī)功率下降105千瓦,操作穩(wěn)定性更好,藥劑消耗也有不同程度的下降。在提高有價(jià)組分收率的情況下,也相當(dāng)于減少了有害元素的排放,緩解了環(huán)境壓力。

黑鎢細(xì)泥綠色利用技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)
三、于都地區(qū)礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查
針對(duì)于都縣全區(qū)開(kāi)展礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查工作;摸清于都縣區(qū)域地質(zhì)環(huán)境背景,查明礦山及其周邊地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題、類型、特征及危害等;開(kāi)展礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與治理區(qū)劃研究。選擇于都縣南部鎢礦資源基地開(kāi)展1∶1萬(wàn)礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查工作,評(píng)估礦山開(kāi)發(fā)的地質(zhì)環(huán)境效應(yīng),評(píng)價(jià)不同類型礦山開(kāi)發(fā)對(duì)水土環(huán)境的影響機(jī)制,提出礦產(chǎn)資源綠色開(kāi)發(fā)對(duì)策建議。其中2019年完成于都縣南部區(qū)域調(diào)查,移交了《于都地區(qū)南部區(qū)域自然資源圖集》《于都南部區(qū)域廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題恢復(fù)治理建議》《于都南部廢棄鎢礦山環(huán)境綜合治理可行性調(diào)查報(bào)告》。這些工作成果對(duì)于都縣礦山環(huán)境監(jiān)督、治理、管理和規(guī)劃等具有一定的作用,對(duì)于都縣廢棄礦山的恢復(fù)治理具有重要意義,將有助于于都地區(qū)礦山生態(tài)環(huán)境整治和生態(tài)文明建設(shè)。
四、贛州綠色礦山建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)研究
針對(duì)贛州優(yōu)勢(shì)、特色及面廣的礦產(chǎn)鎢、螢石、稀土以及建筑用砂石粘土礦等綠色礦山建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)研制。2019年研制的兩項(xiàng)贛州市地方標(biāo)準(zhǔn)《鎢礦綠色礦山建設(shè)規(guī)范》(DB3607/T001-2020)、《螢石礦綠色礦山建設(shè)規(guī)范》(DB3607/T002-2020)已由贛州市市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布實(shí)施,此系國(guó)內(nèi)首發(fā)的地方綠色礦山建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。目前,正在研制《離子型稀土綠色礦山建設(shè)規(guī)范》《普通建設(shè)用砂石粘土綠色礦山建設(shè)規(guī)范》兩項(xiàng)地方標(biāo)準(zhǔn)。已向贛州市市場(chǎng)監(jiān)督管理局提交了兩項(xiàng)地方標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)材料,并成功立項(xiàng)。□
網(wǎng)站編輯:宮莉
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