浅谈猫场铝矿质量管理方法

（中国铝业股份有限公司贵州分公司，贵州 清镇 551400）

质量管理是一个庞大的系统工程，从质量管理的发展历程来看，先后经历了质量检验阶段、统计质量控制（SQC）阶段、全面质量管理（TQM）。党的十九大将“质量第一”、“质量强国”首次写入党代会报告，习近平在党的十九大报告中16处提到质量；在党的十九大后，召开的首次中央经济工作会议上做了一个重大判断，即经济发展进入新时代，基本特征就是我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段。从“中国制造”到“中国创造”，从“有没有”到“好不好”，从“高速增长”到“高质量发展”。把高质量发展提升到了前所未有的高度。

中国铝业集团从做好“加减乘除法”、开展安全·环保·质量三大攻坚战、推动质量全面管理，多维度提高质量管理，向高质量发展迈进。铝土矿矿山依托矿石质量管理，以此为主线，推动企业高质量发展是一条优选之路。

1 矿石质量管理现状

1.1 猫场铝矿基本情况介绍

我国铝土矿资源丰富，又是贵州省优势矿种之一，资源丰富，分布广，质量好，矿床规模大，截止2014年12月共探获资源量约为12.9亿吨，位居全国前列。贵州铝土矿床主要为沉积型，成矿倾角较缓。其中，位于清镇的猫场铝矿是大型地下矿山，根据《贵州省地质矿产局一一五地质大队，贵州清镇铝土矿猫场矿区0-24线勘探报告》显示矿区探明资源储量为1.79亿吨，是一个特大型的沉积铝土矿矿床，含矿岩系为石炭统大塘组（C1d）[1]。该含矿岩系覆盖于寒武系中上统娄山关群（2-3ls）白云岩的古侵蚀面上，侵蚀面起伏不平；上部与摆佐组（C1b）灰岩呈渐变过渡，整合接触。含矿系厚度受其下伏地层古喀斯特侵蚀程度制约，呈凹处厚度大，凸处厚度小等特点[2]。

该矿系间接顶板为石炭系摆佐组（C1b）白云岩，直接顶为石炭统大塘组（C1d）上段含铝岩系（C1d2）中的粘土岩、黄铁矿、铝土岩组成，厚度在0.00m～15.62m。平均厚度1.77m；矿体间接底板为寒武系娄山关群（2-3ls）细晶白云岩，直接底板为石炭统大塘组（C1d）下段含铝岩系（C1d1）中的铁质粘土岩、绿泥石岩、赤铁矿、铝土岩组成，厚度0.00m～112.97m，平均3.22m[2，5]。

1.2 矿石质量管理主要任务

矿石质量管理的主要任务一方面是对采下来的矿石和出矿矿石质量的检查管理，进行矿石贫化的统计和分析；在保证贫富兼采的前提下，协同采矿人员采取必要的措施降低贫化率；有时也进行适当的配矿或出矿监督管理工作，以减少矿石质量的波动和避免不同自然类型、工业品级矿石的混杂等。另一方面是更好地利用自然资源，社会效益最大化。

根据国家地质矿产行业标准[3]，规定了铝土矿边界品位和工业品位：矿石质量管理必须在国家行业标准的指导下开展工作，根据DZ/T0202-2002《铝土矿、冶镁菱镁矿地质勘查规范》附表H相关规范，制定相应的质量管理制度。

拜耳法氧化铝生产对铝土矿成分的综述：拜耳法是一种工业上广泛使用的从铝土矿生产氧化铝的化工过程，世界上95%的铝业公司都在使用拜耳法生产氧化铝，因此为了更好服务好下游产业，提升矿产品的竞争力，必须了解铝土矿成分对拜耳法氧化铝生产的影响。铝土矿中Al2O3含量越高，对降低铝土矿消耗越有利，Al2O3含量提高1%，铝土矿消耗降低0.02t，流程中的杂质含量相对较低赤泥量降低，碱耗、能耗降低；铝土矿中SiO2是铝土矿中最有害的杂质，铝土矿中SiO2每增加1%，每吨矿石多消耗氢氧化钠6.6㎏，氧化铝8.5㎏；铝土矿中S对拜耳法生产氧化铝的影响也是比较大的，当溶液中硫含量0.5g/L上升到4.0g/L后，会使钢材严重腐蚀、矿浆的磨制和分级受到影响，赤泥沉降性能变差。因此，在该生产流程中S含量要求低于0.7%。

综上所述，目前的氧化铝生产方法，对铝土矿中各种成分含量均有很高的要求，除了达到行业规范要求以外，还需要满足市场需求。

1.3 影响矿石质量管控的原因分析

矿石质量管理是系统工程，影响矿石质量的因素是纷繁复杂的，要抓好矿石质量管理，就必须摸清质量管理现状以及影响因数。

（1）矿体本身地质条件决定了矿石质量的优劣

矿石本身的质量优劣是先天的，我们只有通过对地质资料的详细分析，才能更好的利用资源。在此过程中，将不同品位、类型的矿石进行区域性划分，在此基础上建设采场，合理布置相关工程，在掌握了详细的地质资料的同时，必须做好规划，为后期采场回采如何实现贫富兼采、大小兼采、厚薄兼采、难易兼采的原则作基础，以期提高资源利用率，因此又足够充分的地质资料就尤为重要了。另外，还需对初步规划好的块段进行详细勘查，做好相应阶段的地质工作，弄清矿床赋存规律及开采技术条件，提供可靠的地质资料，以便正确确定开采范围，为后期采场设计、采矿方法的确定提供真实材料和依据。

（2）矿体顶底板控制是导致铝土矿矿石质量贫化的重要因素

根据猫场铝矿矿体的成矿特点可知，矿体直接顶底板主要为粘土岩、铝土岩组成。根据猫场铝矿地勘资料整理出794个铝土岩、粘土岩样品，统计出铝土岩Al2O3：37.89%，S：4.08%，粘土岩Al2O3：27.55%，S：3.83%。

＊公式（1）（2）引用自王运敏主编的《现代采矿手册（中册）》表9-255[4]。

其中：γ——废石混入率，%；

Q1——采出矿量，t；

R——废石混入量，t；

a——工业储量矿石Al2O3品位，%；

a’——采出矿石（包含混入的废石）的Al2O3品位，%；

a”——混入废石Al2O3品位，%；

某回采采场为例，采场地质品位Al2O3含量为72.38%，SiO2含量为6.44%，S含量为0.85%。假使该采场在回采作业过程中允许废石混入10%，围岩为铝土岩，那么根据公式（2）可计算出a’(Al2O3)为68.93%，a’(S)为1.17%；围岩为粘土岩，a’(Al2O3)为67.9%，a’(S)为1.15%。因此，不管是粘土岩还是铝土岩的混入，都会造成S含量的急剧上升。因此，控制好顶底板混入是降低采场矿石贫化的重要措施。

（3）地质条件对矿石质量的影响分析

在地下矿山开采过程中，地质条件对矿体开采有较大影响，特别是地质条件复杂、断层、节理裂隙、褶皱等发育的区域，矿体赋变较大，矿石质量较差。另外，部分区域有含硫较高的包裹体，含硫包裹体本身含硫较高，且影响半径较大，这也是导致含硫富化的重要因素。

图1 矿体内含硫包裹体（球状）

图2 矿体内含硫包裹体（脉状）

图3 矿体内节理裂隙发育

图4 断层错断矿体

图1、2分别展示了含硫包裹体在矿体中的普遍存在，有的能够直观的看见，部分是难以察觉的，但它们对矿石质量的贫化是显而易见的，由于在实际质量管理工程中难以控制和预料，因此就要求我们将质量工作细做扎实。

图3、4分别展示了矿体在断层、节理裂隙发育的区域的影响，导致矿体起伏较大或被错段，破坏了矿体的连续性，这对采场建设的影响是极大的，甚至影响到整个采场的布置。因此，地质工作就显得尤为重要。

2 矿石质量管理方法论述

2.1 开展矿石分类分运分堆工作

根据行业规范、市场需求以及生产实际，制定矿石分类级别，规范出矿流程，从源头抓好质量分类工作，为后续工作的开展提供有利条件。

在生产实际过程中，结合市场需求，主要是根据Al2O3含量、S含量为指标，必要时，辅以铝硅比指标为划分指标，根据所制定的质量指标，结合生产实际，尽量做到分类出矿，出到工业场地后，加强矿石堆放管理，避免矿石污染。

2.2 制定矿石质量过程控制奖惩办法

制定适合本矿山的质量过程控制奖惩办法可以有效促进矿石质量控制，有利于推进全员参与质量管理，有利于规范矿石流程管控。

矿石质量管理奖惩制度必须涵盖整个生产流程，在每个生产环节都要有具体的要求、考核、奖励，只有细化这些过程，明确标准、管理责任，才能真正发挥奖惩制度的作用。

特别是在矿石质量检验这个环节尤其重要，质量检验要有代表性，要有真实性，因此需要采取一定的措施来规避和建少人为因素，避免因为人的因素影响质量波动。

通过成立质量管理团队，明确各个成员的质量管理责任和权利，建立质量管理机制，在整个质量管理过程中，才会形成良好的管理秩序。

一旦规定了奖惩制度，就必须严格执行，且奖惩分明，对质量工作有促进的、在质量管理过程中发挥作用的要得到相应的奖励，对质量控制起到副作用的必须严格执行制度。一方面能够促进全员参与质量管理，另一方面能够有效贯彻质量意识。

制度规定要细化到各个生产环节，不能忽视任何一个可能导致质量波动、事件的因素，只有全面全员参与质量管理、全过程落实质量管理才有可能提升矿石质量管理，进而实现全面质量管理，达到高质量发展水平。

2.3 开展技术创新项目，提升质量管理

由于矿体直接顶板铝土岩和粘土岩中含有大量的遇水极易膨胀崩解的云母/伊利石和高岭石，当矿体开采完后，粘土岩和铝土岩遇到矿体间接顶板白云岩渗流出的水就会发生泥化、崩解，失去承载能力，进而垮塌，加大了安全隐患以及对矿石造成贫化损失[6]。

结合本矿区实际情况，针对采场顶底板控制、采矿技术研究可以开展具体的科研项目，可以有效提高采场安全性、提高采场矿石回收率，对提高矿石质量管理有促进作用。

选择合理的开拓方法、开采顺序，采矿方法，合理确定匡凯结构参数及回采工艺，通过一系列的科研，合理设计矿块尺寸、矿柱大小，以最大限度的提高回采率，降低矿石贫化率。

2.4 做好初级产品的配矿工作

矿山生产的原矿石，由于在开采过程中或多或少的有其他杂质进入矿石流程，导致矿石质量波动，因此，常常需要配矿才能更大限度的发挥矿石价值。配矿，就是各类矿石的合理搭配。根据不同品级矿石以及市场需求，按照客户的要求进行配矿经营。

另外还需要对配矿的效果和效益做出评价，选择适合的、低成本的配矿措施，使矿石经营效益最大化，促进矿山持续发展。

3 总结

矿石质量管理贯穿整个流程的始终，从采场落矿到销售，其中各个环节都矿石质量都有一定的影响，主要影响因素还是质量的源头控制，因此，在抓矿石质量管理的过程中必须做好源头质量的管控工作。

矿山行业，特别是铝土矿行业以矿石质量管理为切入点，以提高采场回采率为目的，以科技兴矿为手段，实现可持续发展，实现全面实力管理，达到高质量发展是一条可以期待的路子。