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一个工程架设的三个支撑

——中国地质调查局矿产资源节约与综合利用调查工程亮点纷呈

2018-1-5 9:22:58 来源:中国矿业报社 本报记者:王琼杰 通讯员 刘 慧

矿产资源节约与综合利用调查工程进展顺利、成效突出,在支撑开发利用监管、挖掘资源利用潜力的同时,也促进了地质调查工作的转型。

2017年,由中国地调局郑州矿产综合利用研究所牵头组织实施的矿产资源节约与综合利用调查工程进展顺利,成效突出。

据统计,2017年度,该工程的目标任务(含科技创新目标)完成良好,实物工作量圆满完成,其中,完成1∶5万区域地质调查1338平方千米,完成率100%;完成1∶5万矿产地质调查6726平方千米,完成率100.98%;完成1∶5万地质环境调查7508平方千米,完成率100%;完成选冶试验526次,完成率116.89%。

卡尔却卡工作区1∶5万矿山地质环境问题保护与治理区划图

利用水平调查支撑开发利用监管

一是实现了矿山数据及时汇聚更新,提高了矿产开发利用水平调查可靠性和时效性。

该工程全面收集了2016年度煤炭、铁矿、锰矿、铜铅锌等20余个矿种勘查开采公示系统中数据,完善“三率”数据库。并通过数据挖掘分析,编写《重要矿产资源开发利用情况通报》,主要内容包括重要矿产资源采矿行业集中度、选矿行业集中度、产能利用率、开采回采率、选矿回收率、共伴生综合利用率、综合利用率、废石排放强度与循环利用、尾矿排放强度与循环利用等内容。

根据调查分析,我国非能源领域19个矿种与煤炭矿山共计排放尾矿与煤泥6.51亿吨,当年利用、处置尾矿1.32亿吨,平均尾矿利用率18.97%;尾矿累计积存量109.93亿吨。我国矿山废石利用率不高,排放矿山废石总量较多的矿种如铁矿、铜矿、镍矿、钼矿、磷矿等矿种的废石利用率较低。有些硫化矿废石,来自硫化矿物开采中剥离的废石和矿物夹石层以及排土,这类矿山废弃物中,残存相当高的硫化物,露天堆置条件下,易被空气中的氧气氧化,氧化深度直达堆体内部。遇降雨形成强烈的酸性水,通常酸度在pH1-2,并挟带大量的重金属离子。

二是“三率”指标技术要求体系得到进一步完善,大力促进矿产资源利用水平。工程相关部门在矿山调研、会议研讨、矿山试用、广泛征求意见的基础上,研究提出钽矿、铌矿、镁矿、芒硝、膨润土、硅质原料资源合理开发利用“三率”指标要求,并向国土资源部提交相关指标要求建议。截至目前,不包括新提出的6矿种“三率”指标要求,国土资源部已发布五批共33个矿种的“三率”最低指标要求,涵盖能源矿产、有色金属矿产、黑色金属矿产、非金属矿产等,基本构建形成了重要矿种的“三率”指标体系。矿产“三率”指标体系的建立,对于推动矿产资源合理开发和有效管理,提高矿产资源保障能力将产生积极影响。

“矿产‘三率’指标要求,是矿山企业开发利用矿产的‘最低要求’和节约与综合利用的‘红线’,是矿山企业矿产开发利用方案和矿山设计的依据。新建或改扩建矿山企业‘三率’指标要达到相应指标要求,在产矿山要在指标发布之日后两年内达到规定指标要求。”该工程首席、中国地调局郑州矿产综合利用研究所所长冯安生介绍称,矿产“三率”最低指标要求的制定,是国土资源部落实节约优先战略,健全矿产资源节约集约利用机制和促进生态文明建设的重要措施,强化了矿产资源合理开发利用的监督管理;通过源头保护、过程监管、后果严惩的全流程管理,开展指标评估,加强指标考核,引导并促进矿山企业提高矿产“三率”水平,可以有效促进矿山企业节约与综合利用。

为引导矿山创新开发利用技术,倡导绿色开发模式,2017年,该工程启动了矿产资源开发利用领跑者指标制定工作,领跑者指标在“三率”指标的基础上,涵盖效率指标、技术先进性、数字矿山、资源循环利用等方面的指标,目前已按2017年初目标任务完成了铜矿、磷矿、锰矿等矿种资源合理开发利用领跑者指标要求制定(建议)。

三是重要矿产资源开发利用水平试点工作启动,促进我国资源利用效率进一步提高。该工程在2017年提出了13项指标反映矿产资源开发利用水平,形成了矿产资源开发利用水平评估办法规程,创新了矿产资源开发利用评价方法,研究提出矿产资源开发利用水平试点办法,并在确定了评价技术指标的基础上,编制了“矿产资源开发利用水平调查评估试点工作办法”并提交国土资源部储量司。2017年8月10日,国土资源部办公厅印发《矿产资源开发利用水平调查评估试点工作办法》(国土资发〔2017〕33号)下发试点省份及各业务支撑单位使用。该文件的印发,为国家生态文明体制改革总体方案中矿产资源开发利用水平调查评估制度建设奠定了基础,有效支撑了国土资源部工作。

四是铜尾矿等六矿种尾矿综合利用特征调查全面完成,助推绿色矿业发展。建立形成了铜铅锌钼金萤石矿山尾矿综合利用特征数据库,通过对尾矿、废石综合利用调查评价发现了一大批具有综合利用价值的尾矿、废石、废渣。

技术创新支撑资源利用潜力挖掘

1.钼(铜)冶炼废酸中稀散元素铼的综合回收技术。

铼作为一种有特殊用途的稀散金属,在航空航天发动机高温合金方面有着不可替代的作用,是重要战略新材料资源。铼在自然界中没有独立的矿床,常常伴生在辉钼矿和铜矿中,目前绝大多数钼冶炼企业没有合理的技术方法对铼进行综合回收,造成铼资源的严重流失。鉴于此,研发了一种离子交换法从钼精矿焙烧淋洗液中直接吸附铼的工艺,能够实现钼精矿焙烧淋洗液中铼的高效综合回收,可得到99.9%以上的高铼酸铵产品,铼总体收率>95%。该项技术配套申请了2项发明专利,2017年度已授权1项,目前已通过了中国有色金属协会组织的成果鉴定,鉴定结果表明该技术达到国际先进水平。

2.晶质石墨层压粉碎-分质分选技术。

鳞片石墨原矿固定碳含量较低,需要经过富集提纯后方可进一步加工利用,常规浮选法流程长、富集比低、生产成本高。大鳞片石墨(100目以上)原料的价格是细鳞片石墨(100目以下)的2~4倍,保护石墨大鳞片是石墨选矿相对于其它矿物选别的一个特殊要求,常规粉碎工艺有助于提高磨矿效率,但是对保护大鳞片十分不利,尤其是在粗磨阶段,导致石墨大鳞片损失率高,分选产品相对单一,无法差异化利用。鉴于此,研发了晶质石墨“层压粉碎-混目浮选-分质分级-区别再选”技术工艺,区别再选采用并联工艺,避免了传统串联工艺中流程长、分选环境复杂,产品单一的缺点。该技术目前已申请国家发明专利1项。

3.青海南翼山油田水老卤稀散元素可利用性研究。

南翼山油田卤水属于氯化物型高钙高铵卤水,是青海柴达木盆地深层地下卤水的典型代表,该卤水富含锂、钾、硼、铷、铯等元素,综合利用价值较高。结合油田水老卤的化学组成特点,选择了老卤提硼-萃余液除钙-除钙液浓缩-母液除镁-净化液提锂-铷铯分离的综合路线,硼反萃率达99.03%,钾回收率72.95%,锂的总回收率62.04%,成功制备了硼酸、氯化钾、碳酸锂等产品,化验指标满足或超过国家相应产品的国家标准。同时对稀散元素锂、铷、铯的分离提取,试验指标较好,能进行有效的综合回收。

4.黑龙江三矿沟铜浸渣综合利用技术。

黑龙江多宝山—三矿沟铜矿铜浸渣中含铁33.24%~44.66%、储量约100 余万吨,项目组从铜堆浸尾矿工艺矿物学入手,提出了磁重联合工艺流程综合回收铁和石榴子石,采用磁选工艺获得产率7.82%、含磁性铁65.16%、回收率89.34%的磁铁矿精矿,磁选尾矿重选可得到产率53.57%、纯度95%以上的钙铁榴石精矿产品,实现了共伴生矿物的综合回收,践行了矿产资源减量化利用原则。该技术工艺的主要创新是流程结构短,成本低,简单易于实施。该项技术成果的应用,可显著提高矿石的资源利用率和综合利用水平,有力促进矿产资源化、减量化利用,极大地提升企业经济效益和社会环境效益。该技术目前已得到国内企业的认可,有望进一步工业实施。

5.青海祁漫塔格低品位铁铜矿高效经济综合利用技术。

青海鸿丰伟业矿产投资有限公司正在开发利用拉陵高里河下游铁铜矿属于易选矿石,目前所处理的矿石铁品位32.80%,含铜0.16%。由于铜含量较低,现场并没有进行综合回收。项目结合高寒海拔地区的特点,研制了“弱磁粗选-磁筛提铁降铜-磁选混合尾矿再浮选铜”的技术工艺,铁品位32.80%,含铜0.16%原矿,最终获得铁精矿中铁品位66.84%、回收率72.01%,铁品位较现场提高了3个百分点。铜精矿中铜品位13.59%、铜回收率71.98%,实现了低品位伴生铜资源的综合回收。

该技术解决了传统“先磁后浮”工艺中由于铜损失到铁精矿中导致铜回收率低、铁精矿硫含量超标的技术难题,仅拉陵高里河下游地区就实现3000万吨铁铜矿石的高效利用,综合回收10万吨金属铜资源。高寒海拔地区由于常年气温较低,药剂用量为内地的2~3倍,该工艺能够显著降低药剂用量,对周围生态无明显影响,尤其适合高寒海拔地区低品位铁铜矿的推广应用。该技术目前已申请国家发明专利1项。

6.新疆东天山铁矿中伴生钴综合利用。

东天山中段有色金属基地中,红云滩-铁岭-百灵山-多头山一带的铁矿中伴生钴,含量0.016%~0.045%。含钴铁矿石估计有4000万吨,含钴铁尾矿有数百万吨。目前,这些铁矿均采用单一磁选流程回收磁铁矿,钴未综合利用。

在基地开发利用现状调查中,郑州所发现了这一珍贵的共伴生资源,并对其综合回收进行了选矿试验。采集样品为多头山铁矿选铁尾矿,含钴0.038%,矿石中同时伴生有低含量的硫也未回收。将尾矿磨矿至-200目45%,经两次粗选一次精选两次扫选,可以获得含钴0.44%、含硫32.72%的钴硫精矿,钴回收率85.58%,硫回收率91.15%。伴生组分钴、硫均获得较好的回收效果。

7.川西锂多金属矿综合利用技术。

针对川西锂多金属矿普遍存在的品位低、复杂难选、综合利用程度低、开发利用中污染物排放量大等技术难题,通过新药剂研发与优化,开发出“锂铌钽混浮-混浮精矿弱磁除铁-强磁、重选分离铌钽”的选矿新工艺,实现了锂辉石浮选回收率由现有的65%提高至85%以上、铌钽综合利用率由现有的25%提高至50%以上的优异指标,并采用无氟工艺综合回收了尾矿中的长石。针对获得的锂辉石精矿,采用晶型转化-焙烧-浸出的优化工艺,锂浸出率可达85%以上,在此基础上,以无水磷酸铁作为前驱体,获得振实密度1克/立方米,0.1C放电比容量达到150毫安时/克的磷酸铁锂。项目形成了针对硬岩型锂辉石矿,从选矿、冶金到材料的整体资源化利用新技术,研究成果已被金川奥伊诺矿业有限公司采用,有望实现成果转化。

地调成果支撑地调工作转型

一是矿产资源基地综合地质调查技术方法体系初步形成。在中国地质调查局资源评价部的领导下,通过多次研讨完成了《矿产资源基地综合地质调查技术要求》编制,并通过局专题会讨论,目前已在试点项目试用。

矿产资源基地综合地质调查以矿产资源基地资源、技术经济、环境等要素的多目标综合调查为新的工作理念,以需求为导向,以资源开发与环境保护综合效益最大化为原则,按照科技引领、整体部署、综合调查、同步实施的思路,开展矿产资源基地资源条件调查、地质环境条件调查和技术经济条件调查等调查工作,同步开展资源潜力评价、技术经济可行性评价和环境影响评价,在此基础上开展矿产资源基地资源环境综合评价,为资源基地的找矿突破、生态文明建设和矿政管理提供支撑,提出矿产资源基地勘查开发优化布局和绿色可持续发展对策建议。

在试点工作基础上,结合技术要求,编制了大型矿产资源基地综合地质调查工作指南,该指南按照资源潜力调查与评价、技术经济条件调查与评价、环境影响调查与评价、资源环境综合评价与规划布局四个方面的内容编制,对技术要求的试用推动具有重要意义。

本着资源、环境、技术、经济的有机统一,编制了《大型矿产资源基地综合评价方法》,涵盖数据获取和评价,对于统一评价方法体系具有指导作用。

二是大型矿产资源基地资源潜力调查支撑基地资源保障。

(1)开展新疆东天山中断资源条件调查,取得铜镍矿找矿进展,支撑了找矿突破行动,保障了该基地资源供给,2017年新圈定了找矿靶区4处,远景靶区2处,2016~2017年合计圈定铜镍找矿靶区7处,提交矿产地1处。首次在大南湖岛弧带内发现了岩浆铜镍矿,首次在东天山镁铁质杂岩体中发现了研究铜镍硫化物矿,引领了区域成矿理论研究和找矿工作,有望使得东天山铜镍资源储量大幅增加。

(2)开展赤峰有色金属基地资源条件调查,取得锡矿资源的找矿突破,有望重塑我国锡矿资源格局。发现一批重要的找矿线索,圈定找矿远景区4处,提交靶区5处。通过近两年来的工作,共计圈定了成矿远景区11处,提交找矿靶区9处,其中2016年提交5处,2017年提交4处。

(3)开展川西稀有金属矿集区资源条件调查,预计可提交矿产地2处,实现川西稀有金属资源的找矿突破。通过2017年度工作,初步圈定找矿靶区6处,预计可提交矿产地2处。

(4)开展青海卡而却卡工作区资源条件调查,圈定找矿远景区7处。依据已知矿点、矿化点和矿化线索及重要地球物理、地球化学异常和遥感异常的分布,结合含矿建造、容矿岩石、重要控矿构造特征,圈定甲类远景区3处,乙类远景区2处,丙类远景区2处。卡尔却卡2号、4号和6号远景区为甲类,1号和5号为乙类,3号和乌兰拜兴7号远景区为丙类。□

网站编辑:宫莉

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