以創新打造現代化礦山
——院士談發展綠色礦山的新技術和新模式

礦山綠色發展是我國建設生態文明總體戰略的迫切要求，是行業轉型升級的必要前提，是科技創新的重要動力，也是應對國際競爭的必由之路。

6月26日至27日，促進全國有色金屬礦山綠色發展大會暨2014年（十二屆）中國有色金屬礦業高層論壇在湖南郴州召開。這次會議邀請了中國有色金屬工業協會專家委員會副主任、中國工程院院士孫傳堯和中國有色金屬工業協會專家委員會委員、中南大學教授、中國工程院院士古德生，兩位院士在會上著重分析了有色金屬礦業發展面臨的新形勢、新機遇，就開發與礦物資源可選性相和諧的精細工藝技術、區域礦山創建與集約化開采技術等問題進行了深入探討，對于指導有色礦山綠色發展具有深遠的意義。

孫傳堯院士

開發選礦精細新工藝

目前，我國礦產資源總體上儲量大，種類繁多，已發現的礦產有171種，已探明儲量的礦產有158種。已探明的礦產資源總量約占世界的12%，居世界第三位。我國稀土、鎢、鉛、鋅、銻、鉬、鎂在世界各國的儲量中名列前茅，其中稀土、鎢、銻和錫仍是世界上的名牌礦種，占有重要地位，鉬的儲量也較大。

但與世界礦產資源大國和礦業強國相比，我國的金屬礦產資源還存在著諸多不利因素：少量稀有金屬礦產資源豐富，但大宗礦產資源儲量不足；礦產資源分布不均，新探明的資源大都在開發條件惡劣的邊遠地區；貧礦多、富礦少；單一礦種少，礦物共、伴生關系復雜，有用礦物嵌布粒度細；中小型礦床多，難以建設大型和超大型采選企業；后備礦床不足，但資源潛力大。

經濟快速增長的中國對資源的需求量顯著增加。與美英等完成工業化的國家相比，中國走的是一條新型工業化道路，其特點是科技含量高，資源消耗少，環境污染少，經濟效益高。但是，由于工業化周期大大縮短，城鎮化進程快，人口多，對礦產資源的消費強度仍然會很高。目前，我國鐵、銅、鋁、鉛、鋅、鉻、錳等礦產品自產量不足，需要大量進口。這加劇了全球原料供應緊張，價格上揚，對中國的鋼鐵及有色金屬工業的可持續發展構成嚴重威脅。

由于低品位、難處理共生礦石量的增加和對礦產品質量要求的提高，進而對礦產資源的高效開發和綜合利用技術以及裝備水平的要求也就越來越高。如何保護與綜合開發利用本國的礦產資源并實施全球化的資源戰略是當今面臨的重要課題。

對此，孫傳堯院士指出，要重視礦石物性和工藝礦物學的研究。“細節決定勝負”，礦物加工技術發展到今天，已不再是從前粗獷式的分選。實際上，很多工藝技術的突破，正是由于對目的礦物和非目的礦物進行精細研究之后，在工程上采取了也許是并非困難的技術措施而實現的。

孫傳堯著重介紹了開發與礦物資源可選性相和諧的精細工藝技術。他指出，開發與礦物資源可選性相和諧的精細工藝技術是強調人與自然的和諧，人與礦物資源的和諧，人們開發的礦物加工工藝流程、技術裝備與礦物可選性之間的和諧。

和諧的精細工藝技術具有：合理的磨礦分級流程；尊重礦物的物性，不與礦物斗氣，不搞重壓重拉，學會與礦物和平共處，制定的工藝流程在穩定的工藝過程中，能平和高效地將礦物分離；根據礦物可選性的差異，將礦物顆粒（礦漿）分流分速處理，可衍生出若干個流程結構；早收（粗收）、早丟（粗丟）；在復雜的浮選流程中，適當形成開路環境，必要時產出開口產品拋尾，減少循環干擾；流程的繁簡必須適應于礦石的高效分選，不可主觀臆斷；聯合流程的應用等諸多特點。

針對典型的精細工藝技術，孫傳堯介紹了“鎢、鉍、鉬復雜多金屬礦選礦新技術——柿竹園法”，其核心技術為主干全浮流程，等可浮分離鉬鉍硫化礦物，螯合捕收劑混合浮選黑、白鎢礦，鎢粗精礦加溫精選，合理回收鎢細泥，綜合回收螢石。

“柿竹園法”之后鎢選礦技術也有新的進步。如：“黑白鎢礦分流分速異步選礦新工藝”是基于黑鎢礦和白鎢礦磁性、可浮性和浮選動力學特性差異，提出分流分速異步選礦分離黑鎢礦和白鎢礦。兩種新工藝提高了黑白鎢回收率，為后續螢石和錫石回收創造了條件，是與“柿竹園法”核心技術黑白鎢同步混選—浮重分離工藝不同的又一技術進步。“捕收劑強化再吸附——三堿選擇性解吸脫藥直接精選新技術”是在白鎢粗精礦精選前先添加捕收劑，強化鎢礦物對捕收劑再吸附；后添加三堿調整劑，強化對非目的礦物選擇性解吸、脫藥和抑制。不稀釋、不脫泥、不脫藥直接浮選，簡化流程，高效回收白鎢礦。“鎢細泥旋流器濃縮—常溫浮選—離心機精選短流程新工藝”取代原“常溫浮選—加溫精選—弱磁選—強磁選—搖床重選復雜工藝”，不但流程簡化了，還大幅度提高了鎢細泥回收率。“類質同象富鉬變種白鎢礦浮選新技術”是針對鉬鎢類質同象白鎢礦難選，資源未能開發利用的難題，采用TA-3特效捕收劑，使該類資源浮選成功并實現工業化生產，將呆礦成為可利用資源。

此外，還有“云南會澤富鍺硫化—氧化鉛鋅混合礦的選礦新工藝”“凡口鉛鋅礦選廠的選礦工藝”“處理氧化銅礦（混合礦）的新技術”“車河選廠錫石硫化礦的選礦工藝”“欒川鉬礦鉬浮選尾礦回收白鎢工藝”等。

如何提高選礦廠經濟效益，增加企業競爭能力是業內關心的問題。孫傳堯也提出了自己的思考：一是選礦廠應以提高經濟效益，保護和綜合利用礦產資以及保護生態環境并重。在技術經濟條件允許的情況下，對礦產資源要“吃干榨凈”；二是新建礦山項目必須認真做好可行性研究，而不是可批性研究；三是兼顧市場、資源綜合利用和工藝技術，合理設計產品結構，處理好主金屬和伴生金屬的關系；四是采用節能工藝技術和裝備；五是采用大型節能選別設備；六是加強成本控制，包括材料、藥劑消耗和人工成本等；七是選用高效、安全、可靠的設備，提高設備完好率和運轉率，目前進口設備和國產設備各有優勢；八是加強技術管理，提高生產指標；九是尾礦輸送和尾礦庫管理中的安全與環保，涉及尾礦庫放礦、堆壩、監測以及復墾等；十是尾礦的資源化、減量化、再利用，實現無尾礦、零排放的目標；十一是盡可能采用自動控制技術和裝備；十二是安全生產第一，以人為本。

孫傳堯指出，一方面中國礦產資源人均占有量低，稟賦差，增加了礦產資源加工和綜合利用的難度。另一方面，也為促進礦物加工技術進步提供了機遇。他強調，應加強地質勘探和利用海外資源。此外，節約資源，保護環境，合理開發利用礦產資源是可持續發展的重要因素。應重視礦石物性研究，開發與礦物資源可選性相和諧的精細工藝技術是今后礦業界的重要課題。礦物加工產業應注重以下幾個方面：加強礦產資源的高效開發和綜合利用，要“吃干榨凈”，加強選礦廠自動化及檢測儀表的開發研究；選礦過程的生態保護、新藥劑的開發；節能減排；高效大型選礦設備的開發和應用。要加強低碳流程工業中選冶新工藝和新設備的研究，在引進消化的基礎上應自主開發。注重節能減排，發展循環經濟。當前由于我國人口眾多，工業化和城市化的進程加快，礦產資源的勘探、開發和利用前景仍然看好。礦業工作者要為我國從礦業大國轉變為礦業強國而努力。

云南錫業集團公司多金屬選廠

古德生院士

創建有色礦山新模式

礦業是國家經濟價值鏈中處于最上游的產業，是國家經濟的基礎。我國金屬礦產資源最大特點是大礦床少，中小礦多，傳統的小礦開采模式機械化水平低、生產管理粗放、礦業秩序混亂，生態破壞嚴重，礦業發展不可持續。如何破解這一嚴重制約礦業發展的問題？古德生院士介紹了云南錫業集團有限公司（以下簡稱“云錫公司”）在創新驅動、轉型發展中，創建“區域礦山”，實現擴能增效，轉型升級的事例。

針對云錫個舊礦區的實際情況，古德生指出，小礦開采模式，注定沒有現代化的未來；小礦開發模式已經走到了盡頭，必須另辟新路；小礦開采出現資源危機，勢在必行。正式在這個背景下，云錫公司提出創建“區域礦山”新模式。

何謂“區域礦山”？古德生解釋說，在礦集區內，為了規模化開發利用區內賦存的多、小、散礦體，進行資源整合，全區統一規劃，根據簡約區內礦山、選廠與生產輔助系統數目合理確定礦山建設規模的基礎上，進行全區的開拓、運輸、通風及生產輔助系統的優化設計，由此建設的集約化的現代礦山，稱為“區域礦山”。“區域礦山”是針對我國大量中、小礦床稟賦條件而提出的實現礦山集約化、規模化開采的建礦新模式。

據悉，云錫集團首創以整合資源、統一規劃、產能優化配置、中小礦群集約開發為核心的“區域礦山”建礦模式。即在云錫個舊礦區，重新統一規劃，創建了以5座集約化礦山、3座現代化選廠和3大生產輔助系統為主體的“區域礦山”，區內傳統小礦開采模式得到了根本性改變。云錫“區域礦山”建礦模式新概念的提出，始于2005年，當時，由云錫集團與中南大學、昆明理工大學展開合作，并同時啟動了“區域礦山創建與集約化開采技術”這一研究項目。經過7年艱苦攻關，最終于2011年完成了“區域礦山”的創建。該成果獲云南省科技進步一等獎，并入圍今年“中國工業大獎”評選。

“區域礦山”是礦山現代化的新起點，構建“區域礦山”是一個復雜的系統工程，需要產、學、研相結合，依靠科學技術的支撐。古德生從“區域礦山”的開拓運輸系統、礦區集約化生產輔助系統、變革緩傾斜礦體采礦方法等方面著重介紹了一系列技術方法，并指出了推進產業升級的三大舉措——創新采礦方法、更新采掘設備、建設數字礦山。

古德生指出，采礦方法決定采礦效率，反映礦山技術水平。我們要與時俱進，關注采礦方法創新和發展。我國礦山設備制造相對落后，致使我國礦山裝備技術大多數處于上世紀60年代水平，少數大型國營礦山處于上世紀90年代水平。這是金屬礦業相對落后的根本原因。采礦工藝變革思路的提出，推動采礦新裝備的誕生；而新裝備的出現，推動著采礦工藝的發展。先進的采礦裝備，是構成先進采礦方法及工藝的先決條件。從淺孔鑿巖設備到中、深孔鑿巖設備的出現，從電耙出礦到無軌鏟運設備的誕生，推動了金屬礦業的整個發展進程。采礦新裝備與采礦工藝的結合，必然推進采礦效率和礦山產能的提高。設備創新對采礦技術整體水平的提高，具有決定性意義。古院士表示，我們要充分利用技術后發優勢，大力更新采掘設備，這是最重要、最有效的提升采礦技術水平的途徑。此外，他還對建設數字礦山，加速推進礦業信息化做了論述。

“區域礦山”的創建，為云錫公司成為世界錫業排名第一做出了重要貢獻，為我國廣大礦區實現資源整合后，如何走向礦業現代化，做出了示范。這種建礦新模式，為破解我國“多、小、散”礦群有效開發的難題，為礦業集群轉變經濟增長方式、走出了一條可持續發展的道路。

古德生強調，建設“區域礦山”，實現廣大“多、小、散”礦群的集約化開發，是金屬礦業走向現代化的新起點，它符合國情，極具推廣意義。

礦山綠色發展應該遵循科技進步、改進生產工藝、不斷提高資源利用水平和環境保護水平的理念，而不僅僅體現在環境保護水平的提高方面。這是我國建設生態文明總體戰略的迫切要求，是行業轉型升級的必要前提，是科技創新的重要動力，也是應對國際競爭的必然選擇。