分论坛三:有色金属矿业技术与装备

2012年07月09日 19:4 2878次浏览 来源:   分类: 分论坛

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  7月7日,由安博·体育主办的有色金属矿业技术与装备论坛在京召开,与会嘉宾围绕我国尾矿资源状况与综合利用实践、选矿设备大型化及发展趋势、我国有色金属采矿技术进展与趋势等话题作报告。

  我国尾矿资源状况与综合利用实践
  国土资源部经济研究院副主任陈甲斌在报告中指出,尾矿是选矿厂在特定的经济技术条件下,将矿石破碎、筛分、研磨、分级、再经重选浮选或氰化等选别工艺流程,选取“有用成份”后排放到尾矿库的废弃物。尾矿是矿石经选别出精矿后剩余的固体废料。尾矿是个相对概念,与特定时期的技术经济条件紧密相关。尾矿具有资源属性、经济属性和环境属性。尾矿库一旦发生溃坝事故,往往会造成严重的伤亡事故。
  随着技术经济不断进步,资源稀缺性日益明显,矿产品价格高涨,尾矿资源回选不断地由可能性转变为现实的可行性。限制使用粘土砖,代替部分水泥原料和制砖具有一定的优势,推动了尾矿资源利用从可能性向现实性转变。
  尾矿综合利用具有重要意义,如缓解资源约束与生态环境压力;减少尾矿堆存。节约建坝、防洪及尾矿库安全日常维护成本;开辟新产业发展空间,具有社会经济效益;节约用地,减少灾害,保护生命财产安全。尾矿综合利用的方向分别为:作为二次资源再选,可回收铁铜等元素及其他伴生元素;利用尾矿制作建材,如高标号水泥、建筑陶瓷、免烧砖、高档装饰材料、微晶玻璃、花岗岩等;用作土壤改良剂及微量元素肥料,如土壤改良剂、磁化复合肥;利用尾矿复垦植被,可扬沙抑尘、复垦植被;井下采空区充填,如充填材料。
  目前,一些国家已经实现了无尾矿山,具体模式为二次回选、建筑材料、井下充填绿化造地、矿物肥料及其他。回选模式技术可行,经济合理,优点是可充分利用资源,缓解供应压力。缺点则是产生次尾矿及生态环境问题。采矿充填或作建材等绝对消耗模式要求运输半径不能过大,有用组份很低,优点是可彻底解决尾矿的资源问题,缺点是产品竞争力具有不确定性。复垦或做微量元素肥料等其他模式,要求坝体牢固、适合植被生长,优点是可以改善生态环境,缺点则是坝体安全存在隐患。
  在国外,20世纪60至70年代是尾矿利用的起步阶段,20世纪80年代至20世纪末期是尾矿利用的快速发展阶段,21世纪以来则进入尾矿利用的全程管理阶段。我国也陆续出台过尾矿综合利用的一些相关政策,纲领或规划类包括中国21世纪议程、全国矿产资源规划(2008-2015)、中国资源综合利用技术大纲(2010)、中国节能技术政策大纲(2003)、产业结构调整指导目录(2011版本)。经济政策类包括《资源综合利用企业所得税优惠目录(2008年版)》、《矿产资源节约与综合利用专项》资金管理办法。但是通过国内外尾矿资源政策比较可以看出,美国、前苏联等国家无论是法律法规、综合勘查评价、回收有用组份、整体利用方面都是完备的,而我国在综合勘查评价方面目前尚属空白。
  我国尾矿综合利用的制约因素主要包括技术因素、经济因素、政策因素、数据与信息因素。其中技术因素主要体现为一些选矿技术未能完全适应低品位尾矿的选矿需求;一些特殊元素组分,由于工艺复杂,投资大,还难以工业化规模实施或者说从经济上讲还行不通。尾矿综合利用政策调整中尤其要加强技术研究,促进尾矿资源资源高效利用。如根据尾矿资源勘查评价结果,在梳理相关技术基础上,继续通过国债等资金支持手段,鼓励、引导企业通过技术引进或技术创新等方式,开展尾矿综合利用关键技术和装备研究,逐步突破尾矿资源高效利用和高附加值产品开发的技术束缚。

  选矿设备大型化及发展趋势
  北京矿冶研究总院党委书记夏晓鸥介绍了选矿设备及发展趋势。粉碎设备。近10年来国内发展最快的碎磨工艺是半自磨-球磨工艺;辊压机作为节能降耗的高效设备,近年来得到了推广应用。粉碎设备包括旋回破碎机、圆锥破碎机、颚式破碎机、辊压机、他破碎机、筒式磨机等。
  浮选设备。主要制造厂家包括Outotec、FLsmidth、Metso、北京矿冶研究总院。主要设备包括OK-Tank Cell大型浮选机、RCS浮选机、Wemco浮选机、北京矿冶研究总院的多系列浮选机。上世纪末,国内外又兴起了浮选柱热,在基础理论、结构形式、发泡方式、自动控制以及应用等方面取得了新进展。在国外,以加拿大的CPT公司为代表,在有色金属矿和铁矿选矿方面得到了广泛的应用,设备实现了大型化和自动化;在国内,中国矿业大学、长沙有色设计研究院、北京矿冶研究总院都各自研制出不同结构形式的浮选柱。
  磁选设备。近年来国外发展很快,主要生产公司有美国的ERIEZ、瑞典的SALA、德国KHD、芬兰科恩、俄罗斯乌拉尔矿山机械公司等。近几年国外磁选机主要向大型化发展。
  重选设备。国外大多采用椭圆断面曲线,采用横向冲洗水,规格一般为600毫米到1000毫米,头数为1至3头。
  脱水设备。近几年,高效浓密机得到快速发展,尤其是尾矿的高浓度、膏体,滤饼堆存关键技术有突破,水的利用率大大提高,尾矿库容大大减小。国外芬兰OUTTEC公司和美卓公司的技术优势较大,在中国得到较好应用。国内长沙院HRC(HR)膏体浓密机和烟台桑尼核星环保设备公司生产膏体浓密机各有特点。
  其他特殊分选设备。涡流分选机,利于磁场交变磁场在有色金属内部产生感应电流和反向磁场原理,能够使有色金属(铜、铝等)和其他非金属分离(塑料、玻璃、橡胶、沙石等),主要用于如汽车破碎车间、电子废物处理车间、废塑料再利用车间、冶金渣处理车间、分选废物再利用车间。挑选设备,是借助各种探测仪器来分辨矿石与废石特性,使用电磁铁或高压气将其分离,有X射线拣选机、光电拣选机等,适用范围较广。
  近几年,选矿设备发展较快,除了向大型化、高效、节能方向发展外,还出现了许多新的机型,设备应用领域不断扩宽,如分选、拣选设备,废弃物处理回收设备,资源循环利用设备等;一个显着特点就是机电一体化,设备的控制技术、数字化、智能化水平不断提高;再就是向多学科、多领域交叉发展;另外,设备的开发与工艺紧密结合,一种新设备的问世,往往带来工艺上的变革。

  我国有色金属采矿技术进展与趋势
  长沙矿山研究院副院长周爱民介绍地下开采技术主要分为5个发展阶段,1950年以前采用空场采矿法、人工作业。20世纪50年代多采用腿子凿岩。20世纪60~80年代有强制崩落法、分层充填采矿法;分级尾砂充填;1975年引进井下柴油铲运机,1979年研制成功国产井下柴油铲运。20世纪90年代有分段充填采矿法、大直径深孔采矿法、自然崩落采矿法;废石胶结充填;高风压深孔钻机,柴油、电动铲运机系列化。21世纪以来主要采用高分层、高分段和高阶段采矿;全尾矿胶结充填;矿山地压微震监测。
  采矿装备技术分为露天采矿装备和地下采矿装备。露天采矿装备日趋大型化,P&H公司的120A型牙轮钻机钻孔直径达559毫米;BI公司795型电铲单斗装载能力达135吨;电动轮汽车载重可达360吨。
  程控技术、数控技术、人机工程技术、GPS定位技术和网络技术,实现设备自主控制和远程监管等智能化功能。牙轮钻机在国内金属矿山的推广应用,改变了我国露天矿穿孔装备的落后局面。露天矿山穿孔设备潜孔钻与牙轮钻共存,牙轮钻比例较高,占88%,钻孔直径250毫米、310毫米为主。中型矿山以潜孔钻机为主,直抒200毫米为主。地下采矿装备则呈现无机化、大型化趋势,主要包括掘进凿岩装备,采矿凿岩装备,铲装运装备,辅助作业装备。
  国外目前采矿发展趋势为全面机械化、集中化、信息化、高效率,发展智能化和无人采矿。国内差距主要体现为采矿工艺整体水平相对落后,如矿山规模小、行业集中化程度低,低分段、低分层采矿方法较普遍,采矿损失率与贫化率偏高。采矿机械化程度低,浅孔凿岩、电耙出矿比重大,采矿效率低。采矿技术主要发展方向为:高效机械化采矿工艺与成套装备,规模化集中开采工艺装备技术,复杂难采矿床开采工艺与装备技术,深部矿床开采成套技术,“两型”开采工艺与装备技术,智能化采矿工艺与装备技术。

责任编辑:安子

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