以创新打造现代化矿山——院士谈发展绿色矿山的新技术和新模式

矿山绿色发展是我国建设生态文明总体战略的迫切要求，是行业转型升级的必要前提，是科技创新的重要动力，也是应对国际竞争的必由之路。

6月26日至27日，促进全国有色金属矿山绿色发展大会暨2014年（十二届）中国有色金属矿业高层论坛在湖南郴州召开。这次会议邀请了中国有色金属工业协会专家委员会副主任、中国工程院院士孙传尧和中国有色金属工业协会专家委员会委员、中南大学教授、中国工程院院士古德生，两位院士在会上着重分析了有色金属矿业发展面临的新形势、新机遇，就开发与矿物资源可选性相和谐的精细工艺技术、区域矿山创建与集约化开采技术等问题进行了深入探讨，对于指导有色矿山绿色发展具有深远的意义。

孙传尧院士

开发选矿精细新工艺

目前，我国矿产资源总体上储量大，种类繁多，已发现的矿产有171种，已探明储量的矿产有158种。已探明的矿产资源总量约占世界的12%，居世界第三位。我国稀土、钨、铅、锌、锑、钼、镁在世界各国的储量中名列前茅，其中稀土、钨、锑和锡仍是世界上的名牌矿种，占有重要地位，钼的储量也较大。

但与世界矿产资源大国和矿业强国相比，我国的金属矿产资源还存在着诸多不利因素：少量稀有金属矿产资源丰富，但大宗矿产资源储量不足；矿产资源分布不均，新探明的资源大都在开发条件恶劣的边远地区；贫矿多、富矿少；单一矿种少，矿物共、伴生关系复杂，有用矿物嵌布粒度细；中小型矿床多，难以建设大型和超大型采选企业；后备矿床不足，但资源潜力大。

经济快速增长的中国对资源的需求量显著增加。与美英等完成工业化的国家相比，中国走的是一条新型工业化道路，其特点是科技含量高，资源消耗少，环境污染少，经济效益高。但是，由于工业化周期大大缩短，城镇化进程快，人口多，对矿产资源的消费强度仍然会很高。目前，我国铁、铜、铝、铅、锌、铬、锰等矿产品自产量不足，需要大量进口。这加剧了全球原料供应紧张，价格上扬，对中国的钢铁及有色金属工业的可持续发展构成严重威胁。

由于低品位、难处理共生矿石量的增加和对矿产品质量要求的提高，进而对矿产资源的高效开发和综合利用技术以及装备水平的要求也就越来越高。如何保护与综合开发利用本国的矿产资源并实施全球化的资源战略是当今面临的重要课题。

对此，孙传尧院士指出，要重视矿石物性和工艺矿物学的研究。“细节决定胜负”，矿物加工技术发展到今天，已不再是从前粗犷式的分选。实际上，很多工艺技术的突破，正是由于对目的矿物和非目的矿物进行精细研究之后，在工程上采取了也许是并非困难的技术措施而实现的。

孙传尧着重介绍了开发与矿物资源可选性相和谐的精细工艺技术。他指出，开发与矿物资源可选性相和谐的精细工艺技术是强调人与自然的和谐，人与矿物资源的和谐，人们开发的矿物加工工艺流程、技术装备与矿物可选性之间的和谐。

和谐的精细工艺技术具有：合理的磨矿分级流程；尊重矿物的物性，不与矿物斗气，不搞重压重拉，学会与矿物和平共处，制定的工艺流程在稳定的工艺过程中，能平和高效地将矿物分离；根据矿物可选性的差异，将矿物颗粒（矿浆）分流分速处理，可衍生出若干个流程结构；早收（粗收）、早丢（粗丢）；在复杂的浮选流程中，适当形成开路环境，必要时产出开口产品抛尾，减少循环干扰；流程的繁简必须适应于矿石的高效分选，不可主观臆断；联合流程的应用等诸多特点。

针对典型的精细工艺技术，孙传尧介绍了“钨、铋、钼复杂多金属矿选矿新技术——柿竹园法”，其核心技术为主干全浮流程，等可浮分离钼铋硫化矿物，螯合捕收剂混合浮选黑、白钨矿，钨粗精矿加温精选，合理回收钨细泥，综合回收萤石。

“柿竹园法”之后钨选矿技术也有新的进步。如：“黑白钨矿分流分速异步选矿新工艺”是基于黑钨矿和白钨矿磁性、可浮性和浮选动力学特性差异，提出分流分速异步选矿分离黑钨矿和白钨矿。两种新工艺提高了黑白钨回收率，为后续萤石和锡石回收创造了条件，是与“柿竹园法”核心技术黑白钨同步混选—浮重分离工艺不同的又一技术进步。“捕收剂强化再吸附——三碱选择性解吸脱药直接精选新技术”是在白钨粗精矿精选前先添加捕收剂，强化钨矿物对捕收剂再吸附；后添加三碱调整剂，强化对非目的矿物选择性解吸、脱药和抑制。不稀释、不脱泥、不脱药直接浮选，简化流程，高效回收白钨矿。“钨细泥旋流器浓缩—常温浮选—离心机精选短流程新工艺”取代原“常温浮选—加温精选—弱磁选—强磁选—摇床重选复杂工艺”，不但流程简化了，还大幅度提高了钨细泥回收率。“类质同象富钼变种白钨矿浮选新技术”是针对钼钨类质同象白钨矿难选，资源未能开发利用的难题，采用TA-3特效捕收剂，使该类资源浮选成功并实现工业化生产，将呆矿成为可利用资源。

此外，还有“云南会泽富锗硫化—氧化铅锌混合矿的选矿新工艺”“凡口铅锌矿选厂的选矿工艺”“处理氧化铜矿（混合矿）的新技术”“车河选厂锡石硫化矿的选矿工艺”“栾川钼矿钼浮选尾矿回收白钨工艺”等。

如何提高选矿厂经济效益，增加企业竞争能力是业内关心的问题。孙传尧也提出了自己的思考：一是选矿厂应以提高经济效益，保护和综合利用矿产资以及保护生态环境并重。在技术经济条件允许的情况下，对矿产资源要“吃干榨净”；二是新建矿山项目必须认真做好可行性研究，而不是可批性研究；三是兼顾市场、资源综合利用和工艺技术，合理设计产品结构，处理好主金属和伴生金属的关系；四是采用节能工艺技术和装备；五是采用大型节能选别设备；六是加强成本控制，包括材料、药剂消耗和人工成本等；七是选用高效、安全、可靠的设备，提高设备完好率和运转率，目前进口设备和国产设备各有优势；八是加强技术管理，提高生产指标；九是尾矿输送和尾矿库管理中的安全与环保，涉及尾矿库放矿、堆坝、监测以及复垦等；十是尾矿的资源化、减量化、再利用，实现无尾矿、零排放的目标；十一是尽可能采用自动控制技术和装备；十二是安全生产第一，以人为本。

孙传尧指出，一方面中国矿产资源人均占有量低，禀赋差，增加了矿产资源加工和综合利用的难度。另一方面，也为促进矿物加工技术进步提供了机遇。他强调，应加强地质勘探和利用海外资源。此外，节约资源，保护环境，合理开发利用矿产资源是可持续发展的重要因素。应重视矿石物性研究，开发与矿物资源可选性相和谐的精细工艺技术是今后矿业界的重要课题。矿物加工产业应注重以下几个方面：加强矿产资源的高效开发和综合利用，要“吃干榨净”，加强选矿厂自动化及检测仪表的开发研究；选矿过程的生态保护、新药剂的开发；节能减排；高效大型选矿设备的开发和应用。要加强低碳流程工业中选冶新工艺和新设备的研究，在引进消化的基础上应自主开发。注重节能减排，发展循环经济。当前由于我国人口众多，工业化和城市化的进程加快，矿产资源的勘探、开发和利用前景仍然看好。矿业工作者要为我国从矿业大国转变为矿业强国而努力。

云南锡业集团公司多金属选厂

古德生院士

创建有色矿山新模式

矿业是国家经济价值链中处于最上游的产业，是国家经济的基础。我国金属矿产资源最大特点是大矿床少，中小矿多，传统的小矿开采模式机械化水平低、生产管理粗放、矿业秩序混乱，生态破坏严重，矿业发展不可持续。如何破解这一严重制约矿业发展的问题？古德生院士介绍了云南锡业集团有限公司（以下简称“云锡公司”）在创新驱动、转型发展中，创建“区域矿山”，实现扩能增效，转型升级的事例。

针对云锡个旧矿区的实际情况，古德生指出，小矿开采模式，注定没有现代化的未来；小矿开发模式已经走到了尽头，必须另辟新路；小矿开采出现资源危机，势在必行。正式在这个背景下，云锡公司提出创建“区域矿山”新模式。

何谓“区域矿山”？古德生解释说，在矿集区内，为了规模化开发利用区内赋存的多、小、散矿体，进行资源整合，全区统一规划，根据简约区内矿山、选厂与生产辅助系统数目合理确定矿山建设规模的基础上，进行全区的开拓、运输、通风及生产辅助系统的优化设计，由此建设的集约化的现代矿山，称为“区域矿山”。“区域矿山”是针对我国大量中、小矿床禀赋条件而提出的实现矿山集约化、规模化开采的建矿新模式。

据悉，云锡集团首创以整合资源、统一规划、产能优化配置、中小矿群集约开发为核心的“区域矿山”建矿模式。即在云锡个旧矿区，重新统一规划，创建了以5座集约化矿山、3座现代化选厂和3大生产辅助系统为主体的“区域矿山”，区内传统小矿开采模式得到了根本性改变。云锡“区域矿山”建矿模式新概念的提出，始于2005年，当时，由云锡集团与中南大学、昆明理工大学展开合作，并同时启动了“区域矿山创建与集约化开采技术”这一研究项目。经过7年艰苦攻关，最终于2011年完成了“区域矿山”的创建。该成果获云南省科技进步一等奖，并入围今年“中国工业大奖”评选。

“区域矿山”是矿山现代化的新起点，构建“区域矿山”是一个复杂的系统工程，需要产、学、研相结合，依靠科学技术的支撑。古德生从“区域矿山”的开拓运输系统、矿区集约化生产辅助系统、变革缓倾斜矿体采矿方法等方面着重介绍了一系列技术方法，并指出了推进产业升级的三大举措——创新采矿方法、更新采掘设备、建设数字矿山。

古德生指出，采矿方法决定采矿效率，反映矿山技术水平。我们要与时俱进，关注采矿方法创新和发展。我国矿山设备制造相对落后，致使我国矿山装备技术大多数处于上世纪60年代水平，少数大型国营矿山处于上世纪90年代水平。这是金属矿业相对落后的根本原因。采矿工艺变革思路的提出，推动采矿新装备的诞生；而新装备的出现，推动着采矿工艺的发展。先进的采矿装备，是构成先进采矿方法及工艺的先决条件。从浅孔凿岩设备到中、深孔凿岩设备的出现，从电耙出矿到无轨铲运设备的诞生，推动了金属矿业的整个发展进程。采矿新装备与采矿工艺的结合，必然推进采矿效率和矿山产能的提高。设备创新对采矿技术整体水平的提高，具有决定性意义。古院士表示，我们要充分利用技术后发优势，大力更新采掘设备，这是最重要、最有效的提升采矿技术水平的途径。此外，他还对建设数字矿山，加速推进矿业信息化做了论述。

“区域矿山”的创建，为云锡公司成为世界锡业排名第一做出了重要贡献，为我国广大矿区实现资源整合后，如何走向矿业现代化，做出了示范。这种建矿新模式，为破解我国“多、小、散”矿群有效开发的难题，为矿业集群转变经济增长方式、走出了一条可持续发展的道路。

古德生强调，建设“区域矿山”，实现广大“多、小、散”矿群的集约化开发，是金属矿业走向现代化的新起点，它符合国情，极具推广意义。

矿山绿色发展应该遵循科技进步、改进生产工艺、不断提高资源利用水平和环境保护水平的理念，而不仅仅体现在环境保护水平的提高方面。这是我国建设生态文明总体战略的迫切要求，是行业转型升级的必要前提，是科技创新的重要动力，也是应对国际竞争的必然选择。