中鹽淮安鹽化芒硝礦綠色礦山建設規劃研究

劉 杰,孫 磊,陳 軍

(江蘇省地質調查研究院,江蘇 南京 210018)

0 引言

綠色礦山是實現礦區環境生態化、開采方式科學化、資源利用高效化、企業管理規范和礦區社區和諧化的礦山[1]。《關于加快建設綠色礦山的實施意見》要求和《化工行業綠色礦山建設規范》等行業標準,從礦區環境、資源開發方式、資源綜合利用、節能減排、科技創新與數字化礦山、企業管理與企業形象6個方面[2],對綠色礦山的建設要求進行規定。本文研究分析了中鹽淮安鹽化芒硝礦綠色礦山的建設條件,提出了建設規劃可行性目標,并深入探討了綠色礦山建設重點領域的主要任務,以期為其他綠色礦山建設規劃提供借鑒和參考。

1 芒硝礦概況

中鹽淮安鹽化集團有限公司芒硝礦位于江蘇省淮安市洪澤區城北偏東約9 km的西順河鎮境內(118°51′39″～118°52′56″E,33°22′40″～33°23′33″N)。公司依托地下豐富的硫酸鈉礦產資源,生產元明粉(無水硫酸鈉)所需的原料鹵水,硫酸鈉的儲量為1.2億噸,氯化鈉的儲量為4.7億噸。目前,公司擁有各類鉆井85口,其中有19對井為水平連通井或自然溶通井,年供鹵能力550萬立方米以上。公司年產硝鹽110萬噸,其中元明粉80多萬噸,是目前國內規模最大的元明粉生產企業。公司生產線采用先進的五效蒸發技術工藝,生產設備先進,成品粒度、白度、pH等指標居同行業領先水平,符合GB/T 6009—2014標準,產品具有低鈣鎂、中性和高主含量的特點。

芒硝礦為地下開采礦山,礦區面積3.1 km2,開采礦種為芒硝(含鈣芒硝)、巖鹽,礦區設計回采率為22.0%,開采深度-1 800～-2 500 m,礦山采用鉆井水溶法開采,礦山設計生產規模120萬噸/年。礦區南臨洪澤湖,向北16 km即進入京杭大運河,向南5 km進入洪澤湖,向東進入蘇北灌溉總渠,向西南進入淮河,泗陽-洪澤省道貫穿礦區,可與宿淮鹽高速公路、寧連高速公路相連,交通十分方便。

礦山擁有雄厚的技術力量,并具有多項核心技術,曾先后榮獲“淮安市AA級重合同守信用企業”“淮安市A級納稅信用等級”“質量管理體系認定證書”“淮安市質量管理獎證書”“淮安市放心消費示范單位”等榮譽稱號。

2 芒硝礦綠色礦山建設目標

公司堅持“求新、創新、卓越、超越”的發展理念,推行“引領現代鹽業,創造美好生活”的發展宗旨,不斷深化行業優勢和形成更加優化的綠色礦山建設技術路線,產業優勢進一步提高,建設成為管理科學規范、生態環境優美、產業結構優化、企業內外和諧的現代化綠色礦山。

3 綠色礦山建設基本原則

3.1 堅持因礦制宜、統籌發展的原則

本文結合礦山實際情況,總結分析在資源開發利用、環境保護和社區和諧發展等方面所存在的矛盾和問題,提出具有可操作性的方法和措施,保證礦山統籌協調發展[3]。

3.2 堅持突出重點、把握特色的原則

在綠色礦山建設規劃以及重點領域開展專題規劃,對礦山采取的先進技術、方法、手段進行及時歸納和總結,發展和建設具有自身鮮明特點的綠色礦山模式[4]。

3.3 堅持合理規劃、注重實施的原則

根據化工行業綠色礦山建設規范和有關標準要求,制定切合實際的建設規劃目標。積極開展實施規劃重點工程建設項目,各項建設工程應做好資金安排,合理統籌,狠抓落實,保證規劃指標的順利完成。

3.4 堅持創新發展、與時俱進的原則

認真貫徹執行政府有關政策與規定,與時俱進,開拓創新,研究和引進新工藝、新方法、新設備,實現企業科學發展、統籌發展和可持續發展[5]。

4 重點規劃建設領域及主要規劃任務

4.1 礦區環境

公司高度重視環境保護工作,礦區綠化與周邊自然景觀和環境相和諧,綠化覆蓋率達100%,建成園林式的生態礦山。礦山進一步加強了礦山地質環境監測工作,配合淮安市在全市范圍內開展了地表沉降監測工作,建立完善了礦山地質環境監測系統,對礦山開采活動進行監管,每年對監測成果進行系統內通報。結合礦山實際情況,監測項目主要包括地面沉降、地下水、地表水及生態環境監測,有效預防因礦山開采可能引起的地面沉陷和地下水污染問題[6]。

規劃期內礦山開展礦區地面沉降監測網絡建設加密工程,新建礦區地面形變監測點9個,地下水監測井1口,地面形變監測4次,地下水及地表水監測32次,生態環境監測24次。開展地面形變的監測工作,根據地面沉降監測結果指導下一步的采礦活動,避免因過度開采導致出現過大的地表變形。

此外,積極建設礦山采輸鹵基地建設圍堰及做防滲透工程,主要在礦山生產基地槽罐區建設圍堰,地面及地溝做防滲透工程。項目完成后,礦區可實現雨污分離,確保廢水不外流、不滲透,既保護周圍環境,又進一步保護了地下水,并且礦區環境得到美化。

4.2 資源開發方式

開發利用無水芒硝、石鹽礦產資源,從礦山開采、產品加工等各個工藝過程中都存在著資源高效綜合利用的問題。在礦山開采過程中,采用雙井對流水平連通井采礦方法,溶礦時間長,可以充分吸收地熱,采出鹵水平均溫度達到45 ℃左右,比注熱水單井對流兩管油熱法工藝采出鹵水溫度高約10 ℃。采出的鹵水濃度高,平均約32°Bé,從而減少了鍋爐蒸汽用量,節約資源。在產品加工過程中,采用硝鹽聯產的方法,提高芒硝和石鹽綜合利用率。

公司建設一套年產80萬噸的硝鹽聯產裝置,利用高溫析硝、低溫析鹽的原理既生產元明粉又生產工業鹽,不僅可以綜合利用共、伴生的芒硝和石鹽資源,也可以保護不可再生產寶貴資源,實現礦產資源利用最大化和企業效益最大化[7]。同時延長了礦井的使用壽命,增加了礦井的產出礦量,采出的共、伴生巖鹽資源綜合利用率100%。

4.3 資源綜合利用

為了充分利用礦產資源,減少浪費和污染,保護資源,公司先后投入大量資金用于對開采技術、運輸方式、加工工藝等進行全面的技術改進,提高鹵水的綜合利用率,不僅增加了礦山的可利用資源,還大大降低了開采成本,給企業帶來的循環經濟效益顯著。

規劃期內采用五效蒸發進行鹵水加工,對蒸發過程中產生的Ⅰ效蒸氣,經冷卻后返回鍋爐或用于礦山職工浴室和食堂,方便職工洗浴和就餐。Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ效蒸氣,經冷卻后返回礦山礦井,用于采鹵工序進行再利用。鍋爐所產生的煙氣,經脫硫除塵器脫硫后達標排放,脫硫后的除塵水經沉灰池進行沉淀后,經大泵抽取匯集到匯水池,連同產品干燥環節中所產生的除塵水以及經凈化后的生活污水,被重新注入礦井進行循環利用。將鍋爐燃煤所產生的煤渣,以及沉灰池所沉淀的灰泥,主要用于制磚企業加工為建材產品,少量用于鋪路,綜合利用率達100%。

4.4 節能減排

公司積極響應國家節能減排號召,嚴格控制產品能耗,堅定不移走資源優化配置和節能降耗之路。加大節能減排的考核力度,將節能減排與企業成本管理、職工薪酬績效掛鉤,淘汰老舊耗能設備,加速技術改造步伐,促進循環經濟建設。

規劃期內開展煙氣超低排放升級改造項目,投資概算約2 300萬元,主要有以下三方面:脫硫方面的超低排放改造、除塵方面的超低排放改造和脫硝方面的超低排放改造。脫硫的排放改造具體做法是:保留現有的爐內噴鈣脫硫裝置,拆除現有的兩套鈉堿濕法煙氣濕法脫硫裝置,建設循環流化床半干法煙氣脫硫裝置。除塵的排放改造具體做法是:拆除現有的布袋除塵器,在原有位置建設高效的低壓脈沖旋轉噴吹袋式除塵器。脫硝的排放改造具體做法是:整套脫硝工藝采用低氮燃燒改造+SNCR+SCR+氧化法(COA)協同脫硝工藝。項目的實施,可實現煙氣(煙塵質量濃度≤10 mg/m3、SO2質量濃度≤35 mg/m3、NOx質量濃度≤50 mg/m3)的超低排放,保護環境,實現綠色發展,企業經濟、社會效益顯著。

4.5 科技創新與數字化礦山

公司重視科技創新,積極推動發展循環經濟,加大了技改項目的實施力度,老舊設備更新、新產品的開發和新技術的引進,人才梯隊的建設有序開展。公司平均每年拿出1 000萬元用于技術創新的投入,該投入約占礦山工業生產總值的2%,取得了顯著的經濟效益。

規劃期內礦山將運用信息化技術對傳統制硝工藝進行改進,實施DCS集散控制系統,采取數字技術對生產過程中的溫度、壓力、流量和液位等工藝參數實行自動調節,并在生產現場安裝宏觀和微觀兩級工業電視監控系統,對關鍵參數設有聲光報警和聯鎖;從采鹵、精制、轉料、蒸發、干燥到存儲整個過程均是自動化操作,大大提高了生產效率和產品質量。

礦山還積極開展新技術工藝的應用[8],主要有以下三方面:(1)在301冷凝水電導率≤45 μS/cm情況下可以直接到除氧器,此外增加301冷凝水可變通到除鹽水箱與循環水池管路,并且在管道上安裝在線監測電導率表,設置聯鎖自動控制。冷凝水合格時直接去除氧器,視除氧器水位情況將富余合格的301冷凝水經板式換熱器與除鹽水換熱后來補充循環水池或除鹽水箱,補充循環水池還可避免因補深井水造成的管道結垢問題,可節約深井水取水量。(2)實施三廠冷卻塔改造。冷卻塔改造后,換熱效果明顯改善,進塔水、出塔水溫差提高2～3 ℃,解決了管道泄漏和熱水循環池泄漏的環保隱患,改善了廠區環境,同時不用補充深井水,節水效益可觀;混合冷凝器抬高后,系統抽真空力度加大,由原來真空低(-0.093～-0.095 MPa)并且不穩定,到真空穩定升高(-0.095～-0.096 MPa),穩定增產效果明顯;非高溫季節,通過冷卻塔風扇變頻器調小電流,達到節電效果,在深秋、冬、初春季節,根據系統情況可關閉冷卻塔風扇,季節性節電效果明顯;改造后2臺循環水泵無故障連續運行,只需定期維護保養即可。新冷卻塔安裝在碼頭,精制工巡檢、操作便捷,同時消除以往因距離遠水泵跳停不能及時發現的安全隱患。(3)調整采鹵泵方式,確保設備最優化運行。將公司的熱水放入新泵房熱水池,確保新泵房兩臺采鹵泵(900 kW·h)開足,用老礦區的采鹵泵(275 kW·h)來調節我礦的生產,正常運行情況,可比原來少開一臺采鹵泵(275 kW·h)。通過采鹵泵調整使用、管道的更換和井口改造,不僅節約成本,提高經濟效益,還保護了環境,帶來社會效益。

4.6 企業管理與企業形象

公司創建并奉行“求新、創新、卓越、超越”的企業文化理念,倡導包容、交流、學習、創新、突破、超越的企業精神,推行“引領現代鹽業,創造美好生活”的企業文化發展宗旨,履行社會職責,提供卓越產品與服務,創造一流經營業績,為員工創建美好家園,實現企業與社會、客戶、股東、員工和諧發展,共同進步。

礦山積極開展崗位技能培訓、職業技能比賽,為廣大技術工人提供學技練藝的課堂和展示才能的舞臺;鼓勵員工利用業余時間參加在職學歷教育,有計劃地堅持開展各種專題培訓、講座、交流活動,拓寬視野。

自覺履行企業社會責任,出資數十萬元支援西順河鎮進行農村路網改造;贊助洪澤水運會10萬元;支持西順河鎮牡丹園和烈士陵園改造投入上百萬元;從當地招收幾十名員工,解決了部分群眾就業,進一步促進了礦地和諧。

5 結語

綠色礦山應積極貫徹落實習近平生態文明思想,遵循因礦制宜的原則,實現礦產資源節約集約利用、節能減排、科技創新、企業形象[9]等的統籌兼顧和全面發展。因此,建設綠色礦山是一項長期性戰略任務,礦山企業應按照綠色礦山建設規范進行全面規劃,明確規劃建設目標,落實重點規劃領域任務,綠色礦山建設各項工作才能進一步推進,為保護資源環境、帶動地方經濟發展和維護群眾利益做出貢獻[10]。