矿产综合利用技术要锁定新方向 -访郑州矿产综合利用研究所所长冯安生

　　新中国成立以来，我国矿业发展之路可以归纳为3个不同的发展阶段：第一阶段的“开发矿业”；第二阶段的“提高资源利用率”和“提高资源综合利用率”；第三阶段的“大幅度提高能源资源利用效率，提升各类资源保障程度”。

　　可以说，矿产资源综合利用事业走上新的发展阶段，充分表明了我国产业结构转型和生态文明建设迈开了坚实的步伐。那么，当前我国的矿产综合利用技术现状如何，又该向什么方向发展？记者近日采访了中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所所长冯安生。

　　记者：我国当前的矿产资源综合利用技术状况如何？取得了哪些成绩？

　　冯安生：根据《中国资源综合利用年度报告(2012)》，2011年，我国黑色金属矿共伴生的30多种有用组分中，有20多种得到综合利用；有色金属矿的45种共伴生组分中，有33种得到综合利用；全国共伴生金属矿产约70%得到综合利用，综合利用的金属量占到全国金属总产量的15%。

　　全国35%的黄金、90%的银、100%的铂族元素、75%的硫铁矿和50%以上的钒、碲、镓、铟、锗等稀有金属来自于综合利用。贫镍硫化矿、贫锡多金属矿、复杂低品位铜铅锌和钨钼铋多金属矿高效经济选别技术，低品位黑白钨混合精矿直接水冶、钼铋精矿直接提取铋和钼等一批重大新工艺、新技术得到突破和应用。

　　全铁品位低于10%的超贫磁铁矿得到开发利用。铜、铀等低品位难选冶矿石的地下溶浸和就地浸出实现工业化，无底柱分段崩落采矿技术在矿山得到推广。矿产资源对国家社会经济发展的支撑力量持续增强。

　　我国金川镍矿富含镍、铜、钴、金、银、锇、铱、钌、铑、铂、钯、硒、碲、硫、镁、铬、铁、镓、铟、锗、铊、镉等，目前已能回收提取镍、铜、钴、金、银、锇、铱、钌、铑、铂、钯、硒、碲、硫、镁、铁等16种有用组分。

　　湖南柿竹园有色金属有限责任公司地下立体分区大规模控制爆破开采技术矿段开采回采率由42%提高到90%。基于信息融合的地压灾害监控和孔内观测技术应用于地下矿山隐患矿体诱导崩落连续开采。

　　华锡集团股份有限公司铜坑矿采用诱导崩落连续采矿技术开采隐患矿体，通过非重叠区回采，使矿体开采贫化损失率大大降低（相对原房柱法开采），贫化率由原来的25%~40%降至15%以下，损失率由35%降至15.4%。高压辊磨新工艺成套技术与装备真正实现了选矿厂的多碎少磨。

　　马钢集团南山矿业公司凹山选矿厂采用磨前湿式粗粒磁选抛尾，减少了近50%的磨矿量，节省了大量的能耗和钢球损耗，电耗节省约25%，在全国大型铁矿选矿厂中，凹山选矿厂的球耗仅为0.4~0.5千克/吨原矿；湿式粗粒磁选抛尾后减少了尾矿输送矿量，降低了尾矿库库容对尾矿堆排的压力，减少了尾矿库的征地面积或增加了尾矿库的使用年限，使矿山更加绿色安全环保。

　　记者：中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所作为矿产资源综合利用技术研究的专业部门，近年来在技术研发方面有哪些重要进展？

　　冯安生：中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所近年来一直致力于矿产资源综合利用的研发和推广应用工作。我们开展的“共伴生难选钼矿资源选矿关键技术”项目，查明了滑石与铁矿的物质组成，确定了合理的磨矿粒度，创造性地实现了磁选分选滑石铁矿连生体，钼矿粗细分选。

　　2012年5月在洛钼集团富川矿业有限公司三川选厂完成了850吨/天的工业试验后，富川公司将工业试验厂和3500吨/天规模焦树凹选矿厂实现工业应用，并将在3年内建成日处理量20000吨/天规模的现代化大型选矿厂，解决滑石型钼矿的选矿难题。

　　我们对复杂难处理钨细泥采用“细泥预处理-常温浮选-重选”工艺，在宁化行洛坑钨矿有限公司细泥车间投入生产使用，钨细泥原矿进入Φ53m浓密机浓缩后，通过旋流器组脱泥，溢流主要为10微米以下粒级直接排入尾矿库，沉砂采用一粗一扫二精流程浮选脱硫，硫化矿粗精矿进入硫化矿综合回收车间，脱硫尾矿进入选钨作业。

　　选钨采用浮选-重选相结合的方式，浮选采用一粗三扫一精作业，得到合格的浮选钨粗精矿进入离心机重选，再经过浓缩烘干混匀，最终得到合格的钨精矿品位含三氧化钨20%，细泥综合回收率60%。

　　攀钢集团矿业有限公司选钛厂采用了“强磁-强磁-浮选”工艺流程，在原料量不变的情况下，选钛厂钛精矿年产量由26万吨提高到2012年的52万吨，增加26万吨，回收率由20%左右上升到37.26%，较原流程提高17个百分点以上；钛精矿单位成本较原流程降低；硫钴精矿产量由1万吨提高到2万吨左右；年新增铁精矿20万吨规模，已累计创效8.23亿元。

　　我们的高砷、高碳、微细粒浸染难处理低品位金矿石技术通过控制焙烧条件破坏包裹金的硫化物，使载金矿物结构上出现裂隙，同时固砷、固硫，抑制有机碳对后续提金工艺的负面影响，达到显著提高金回收率的目的。

　　贵州金兴黄金矿业有限责任公司紫木凼金矿原矿金品位2.6克/吨，有机碳含量为1.43%、砷含量为1.26%、硫含量为4.41%，采用干式磨矿和沸腾焙烧提金预处理工艺技术砷的氧化率达99%、硫的氧化率为98%、有机碳氧化率95.35%、砷的固化率达98.99%、硫的固化率72.95%，金总回收率80%。

　　记者：我国衡量矿产综合利用技术指标体系的建设情况如何？

　　冯安生：中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所2012年承担了新“三率”指标（开采回采率、选矿回收率、综合利用率）的研究和全国20600家矿山企业的调研任务。新“三率”指标通过国土资源部发布成为矿产资源开发与管理的重要指标。

　　同时，国土资源部加快了“三率”标准的制定工作。2012年底，以国土资源部公告形式发布实施了煤炭、金矿、磷矿、高岭土和钒钛磁铁矿5个矿种的“三率”指标要求。目前，正在开展油气、铁、铜、铅、锌、萤石、稀土、钾盐等9个大宗和战略矿种的“三率”标准制定工作。

　　记者：党的十八大进一步要求大力推进生态文明建设，全面促进资源节约，提高利用效率和效益。那么，我国的矿产开发利用技术应围绕哪些方向发展？

　　冯安生：一是对生态更加友好的矿山开发利用技术的开发。建设井下采矿、破碎、粗选、尾矿充填一体化工作站和井下选矿厂，解决一大批矿山的原矿石运输与尾矿处置问题。开发井下预选技术和尾矿直接充填技术意义重大，有朝一日甚至会出现井下选矿厂，这样就可以使采选对地面环境的扰动基本消失，尾矿扬尘被彻底解决。

　　这些技术必须配套解决井下尾矿和废弃物处置的环境无害化技术。

　　选矿、冶炼厂固体废弃物利用和“城市矿产”循环利用技术等既可以实现资源利用也是对环境的保护。当前，我国一大批冶炼厂的固体废弃物蕴含着巨大的具有潜在经济效益的物质，其开发利用技术的突破正在引起越来越多的关注。

　　环保和节能矿物的利用技术具有广阔空间。国家正在逐步强制推广建筑材料外保温及中空和真空玻璃节能技术。一大批非金属矿如珍珠岩、蛭石等具有得天独厚的优势。黏土矿物深加工用于环保，高纯石英、高纯石墨用于光伏发电和核电原料都需要技术的提升。

　　选矿和冶炼废水的治理与循环利用技术虽然取得了巨大的成绩，但是仍然有巨大的潜力没有被挖掘出来。我国部分地区农产品重金属含量超标，选冶废弃物通过废水传递到作物上面已经引起国内外的重视，局部地区的大米重金属含量超标数十倍。因此，选冶废水的治理与利用技术的解决一要查清污染物传递的机制，针对性的予以治理；二要开发高效的废水循环利用工艺。

　　工艺矿物学面临新的突破。现代测试技术已经从微米尺度深入到纳米尺度，查明不同矿物之间的嵌布嵌镶关系有了新的条件。滑石型钼矿、红柱石矿选矿的突破，就是分别找到了铁矿物与滑石在特定粒度下的嵌布嵌镶关系和铁矿物与云母蛭石之间的嵌布嵌镶关系取得突破的。

　　现有复杂共生矿具备了开展新一轮工艺矿物学研究的条件。通过工艺矿物学研究，将解决一大批复杂共伴生矿的综合利用问题，提高资源综合利用率。更加重要的是，当前呆滞的复杂共伴生矿也有望随着工艺矿物学研究的进展，指明合理的利用途径而被高效分离和提取。因此，复杂共伴生矿的工艺矿物学研究与高效利用技术协调开发具有广阔前景。

　　在市场经济条件下，复杂共伴生矿不仅不是负担，有时还是抵抗市场风险的财富。如当前钼矿价格下跌的时候能够综合回收白钨的企业效益就好起来了；伴生萤石价格的上涨大幅度抵消了铅锌、稀土价格下跌对铅锌矿和稀土矿的影响。

　　一些矿山主矿种在不同经济时段由于矿产品价格的变化会不断变化，一些混合精矿分离的技术路线也可能随着新产品的开发转而在化工冶金阶段分离制备不同的产品而全面回收。

　　现代测试技术还为不断发现和利用矿物新性质、新用途提供了基础。国家的竞争力在于国家的生产力，企业的竞争力在于企业产品的差异性、特殊性和不可替代性。因此，开展产品的性质研究，不断解决矿物表界面、单体与集合体、分离与复合等方面的性质研究具有重要的意义，将会推动地质找矿实现从目标找矿向价值导向型找矿的转移。

　　工业机器人在矿山逐步得到应用。本世纪前十年，我国矿产开发和利用设备在大型化和自动化方面取得了巨大的进展，显著缩小了与发达国家的差距。但是在地下大型采矿设备、高效破碎和高效固液分离设备等方面目前仍然以进口为主。

　　不断推陈出新新技术、新装备仍然是我们面临的重大任务。开发矿山设备用工业机械手、机器人，用于矿山设备加工，可以使矿山设备的精度和设备寿命、稳定性大幅度加强，设备效率更高。

　　随着技术的进步，相信在不久的将来，薄矿体采矿机器人将使得高品位的薄矿体得到开采、超厚矿体无人采矿和水下采矿机器人成套技术装备将会投入使用，从而使得资源的开采回采率更高，作业过程更安全。

　　矿山技术监督标准需逐步建立和落实。随着人们资源节约意识和环境保护意识的日益提高，矿产开发利用的技术要求、尾矿排放与处置的技术要求、矿山开发管理的报告与监督机制应当尽快制定和完善。

　　提高资源利用效率的关键技术。新设备、新药剂要从基础研究做起，期待新发明创新。资源配置要打破体制的约束，允许有创新活力和实力的单位优先使用资源。延长矿产品产业链，加强矿物材料的攻关，实现矿物从原料到材料的升级，能源矿产从矿产到能源的升级。

　　矿产品的在矿山就地材料化已经成为大型矿业集团的重要方向之一。这些工作实际上具有承接产业转移和提升矿山竞争能力的双重效果。现代科技从航天到深潜、从光伏发电到石墨烯、从微电子到光通信，无不涉及矿物材料或其制品，矿产综合利用科技需要从传统的中低品位资源利用上走出来，向绿色、高效的矿物材料工业迈进。