Question

矿产资源开发利用技术

Answer 1

1. 有色金属行业

“十一五”期间，有色金属行业以铜镍矿、锡锑铟多金属和钨钼铋多金属资源为重点，开展了资源高效开发技术和大型采、选、冶技术装备的研究和开发，成功研究开发出多灾源条件及特大采空区环境地下矿安全高效开采技术；贫镍硫化矿、贫锡多金属矿、复杂低品位钨钼铋多金属矿高效经济选别技术；富氧顶吹浸没喷枪熔池熔炼、羰基镍中压合成、无铁渣湿法炼锌提铟、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；研制成功露天矿 200 吨级大型电动轮、大型露天矿用挖掘机、大型地下铲运机和卡车等大型采矿设备，世界最大的 12.2×10.9m半自磨机和 7.9×13.6m 溢流型球磨机、世界最大规格的 320m3浮选机、最大规格为Φ4.5×12m 浮选柱、Φ1200×4500mm 超大型永磁筒式磁选机、Φ600 ～ 750mm 金属矿用大型旋流器、Φ1200 ～ 1300mm 非金属矿用重介质旋流器等大型高效选矿设备；并在金川集团有限公司、广西有色集团公司、湖南有色集团公司、江西铜业集团公司、铜陵有色集团公司、中国黄金集团公司等（特）大型矿业企业建设成功多个有色金属综合开发利用示范工程，取得了巨大的经济效益。

2. 化工行业

科技进步支撑健康发展，大型骨干化工矿山企业成为行业科技进步的先导。“十一五”期间化工矿山企业，特别是大型骨干企业加大了科技投入，取得了一批科技成果，支撑了化学矿业的健康发展。云磷集团攻克胶磷矿选矿难题，建成了年产 400万吨的浮选车间，在建年产 450 万吨浮选车间，宜化集团矿业有限责任公司重介质选矿取得成功，建成了年产120万吨的生产车间，开磷集团利用磷石膏和废渣实现充填采矿，瓮福集团利用磷石膏制砖，湖北神农架矿业科技公司中低品位磷矿直接制酸工业试验成功，实现了中国磷矿资源由开采富矿向利用中低品位矿转变，提高了磷资源的保证程度。青海盐湖集团反浮选 — 冷结晶工艺年产 100 万吨氯化钾项目，罗布泊钾混盐制取硫酸钾年产 120 万吨硫酸钾项目建成投产，提高了中国钾肥的自给率，特别是青海盐湖集团溶解开采低品位固体钾盐项目的工业试验获得成功，大大提高了中国盐湖资源的开发利用水平，提高了中国钾资源的保障程度。

3. 黄金行业

“十一五”期间，黄金行业积极开展科技创新，全面推广伴生金属元素综合回收、尾矿资源综合开发利用技术，部分矿山达到了“吃干榨净”的水平，使黄金工业焕发新的生机。

利用具有自主知识产权的生物氧化提金技术和原矿焙烧技术，国内已建立难选冶提金厂 20 多座，年产能超过了 50 吨；中国低品位金矿的开发技术和尾矿资源综合利用技术也有了长足的进步，大量过去被视为废石的资源得到利用。有的矿山入选品位已下降到 0.2 克 / 吨。新技术的突破和推广应用，使占全国黄金资源 40% 左右的难采、难选冶金矿资源得以开发利用，大量的“呆矿”变成了宝贵的资源。

4. 冶金行业

“十一五”期间开展的与冶金矿山采选冶、安全环保有关的“十一五”国家科技支撑计划项目有“复杂金属矿产资源采选冶关键技术与装备研究”、“高效节能大型矿山成套设备研制”、“难采选金属矿高效开发关键技术及装备研究”、“矿区复垦关键技术开发及示范应用”。

其中，相关研究专题取得重要进展，“露天转地下开采覆盖层安全结构与合理厚度研究”将覆盖层厚度留设及适宜的块度组成同采矿工艺与回采指标密切结合，对工程实践中矿石的贫损控制及覆盖层形成工艺具有重要指导意义。“第四系超厚流沙复杂地层大型斜坡道工程新技术研究”针对超厚流沙、强含水地层大断面斜坡道掘进的技术难题，研究开发了高压摆喷构筑地下截渗墙、正台阶分步分序短掘快支和整体式模板衬砌台车一次性浇注永久支护体成形等综合新技术，成功解决了超厚流沙、强含水地层大断面斜坡道掘进的技术难题，其研究成果发展了国内第四系厚大特殊地层矿山工程施工技术。“高效粗粒湿式磁力预选设备研制与应用”研究，最终自主研发了高效CCTS1021 粗粒永磁湿式磁力预选机，并成功推广应用到山东华联、山东李官集、山东莱新等选厂。

5. 非金属行业

非金属矿开采技术进展。非金属开采技术取得一些进展。如高岭土地下开采的软岩支护和开采技术；高岭土露天开采砂型矿的水力开采技术；石膏厚矿体房柱法地下开采技术；石膏地下开采大面积采空区处理技术；金刚石岩管露天开采转地下开采技术。松软矿体滑石矿地下开采技术、大理石花岗石饰面石材开采的分离、分割、整形等技术；片状云母的保护晶体开采技术等。这些开采技术在不同赋存特点的非金属矿山都取得了成功。

选矿提纯技术。中国对鳞片石墨、萤石、高岭土、金刚石、温石棉等开发较早的重要非金属矿，大多进行选矿提纯。多年来已经形成较为成熟的专用设备和工艺流程。例如鳞片石墨的多段磨矿、多段精选的生产工艺，最终精矿品位可达到 98%，回收率也可达到 85% 以上。萤石矿的浮选工艺技术，最终精矿 CaF2含量 97% 以上，回收率也可达到 85% 以上。蓝晶石族矿物、碎云母等开发相对较晚的非金属矿产，也研发成功了专用的选矿工艺流程设备。膨润土、凹凸棒石粘土等粘土矿物的提纯技术亦取得了新的进展。隐晶质石墨的高温提纯技术已研发成功。

超细粉碎和精细分级技术。近年来，中国超细粉碎和精细分级技术发展较快。20世纪 90 年代以来，在引进技术消化吸收的基础上，进入了引进为辅自主研发为主的阶段。设备处理能力、单位产品能耗、耐磨性能、工艺配套和自动控制等综合性能显著进步。2001 到 2005 年，随着 CYM3000 和 CYM5000 大型搅拌磨相继问世，现已形成 1万吨 / 年的生产线装备，能耗由 180Kwh/t 降低到 90Kwh/t，节能 50%。煅烧设备，回转煅烧窑由隔焰式发展到直焰式，热效率大大提高，处理能力亦可以与研磨设备配套。

干燥和表面改性技术。研发了强力粉碎干燥技术，显著提高了节能效果。开发成功了 SLG 连续粉体表面改性机，实现了非金属矿粉体干法连续表面改性工业化集成技术。

尾矿综合利用技术概况。石墨、高岭土、萤石、温石棉、蓝晶石矿物等非金属矿山的选矿通常会产生大量的尾矿。目前，中国对非金属矿尾矿的综合利用尚处于起步阶段，而且不同地区发展亦不平衡。对石墨、高岭土、萤石、温石棉尾矿的利用技术主要包括：回收有用的伴生矿物和有用组分技术；利用尾矿制造建筑材料技术等。

专栏9-2 新技术典型案例

大厂多灾源矿床安全高效开采技术。创新开发出空区处理与碎裂矿体协同的无间柱分段分条连续中深孔采矿法、24通道岩体声发射与微震监测、数据自动分析处理及预警系统、利用废弃民窿“两进两回”三级机站联合的通风系统，形成了高应力条件下矿柱群安全开采综合技术，采矿损失率为8%，采矿贫化率为10%。

深井开采的关键技术。中钢集团马鞍山矿山研究院和铜陵有色金属公司合作开展的“冬瓜山深井开采的关键技术研究”，通过综合运用通风理论技术和紧密结合冬瓜山铜矿深部开采的实际情况，成功地建立了满足冬瓜山铜矿深井开采通风降温要求的多级机站通风系统，解决了深井高温矿床开采的通风降温难题，节省了大量通风工程，降低了装机容量，在国内首次将计算机网络与通讯技术、风机变频调速控制技术结合在一起。创造了上亿元的经济效益，社会效益显著。

高效重选设备、高效磁选设备、高效浮选设备、复合力场选矿设备不断涌现。大型破碎、磨矿、选别、脱水、过滤设备的开发和应用大大提高作业效率，降低了能耗，中国生产了60～320m³大型、超大型浮选机和世界最大、最先进的Φ7.93×13.6m溢流型球磨机、Φ12.2×11m自磨机，并用于出口（图9-1A和B）。

图9-1 超大型充气机械搅拌式浮选机与溢流型球磨机

超细粉碎设备。中国已能批量生产包括空气对撞式气流磨在内的各种干式气流粉碎机，不同型号湿式搅拌磨等设备，以及相应的分级机和用于改性的高速搅拌机等加工设备。回转煅烧窑内隔焰式发展到直焰式，热效率大大提高，处理能力亦可以与研磨设备配套。强力粉碎干燥技术集粉碎与干燥两大功能为一体，热效率提高。SLG连续粉体表面改性机开发成功。

非金属矿产的提纯、超细、改性技术。针对蓝晶石族矿物、硅灰石、海泡石、凹凸棒石等非金属矿，成功研发了专用的选矿工艺流程设备。膨润土、凹凸棒石粘土等粘土矿物的提纯技术取得新进展。隐晶质石墨的高温提纯技术已研发成功，研制出利用钾长石生产难溶和可溶性钾肥的技术。大量低品位滑石、硅藻土、菱镁矿等非金属矿产选矿提纯技术也相继研发成功。超细粉碎技术和设备的进步，表面改性技术的不断创新，使大批传统的非金属矿物如石墨、高岭土、云母、滑石、珍珠岩、碳酸钙等提高了附加值，促进共生组分的综合回收。

金矿深层开采技术及工艺水平进一步提高，最大开采深度接近 1400 米；低品位、难处理资源选冶技术开发和应用取得重大突破，生物氧化预处理技术达到国际领先水平，焙烧、热压氧化等技术达到或接近国际先进水平；利用尾矿、残矿及低品位资源取得实质性进展，最低入选矿石品位 0.5 克 / 吨。