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一個工程架設的三個支撐

——中國地質調查局礦產資源節約與綜合利用調查工程亮點紛呈

2018-1-5 9:22:58 來源:中國礦業報社 本報記者:王瓊杰 通訊員 劉 慧

礦產資源節約與綜合利用調查工程進展順利、成效突出,在支撐開發利用監管、挖掘資源利用潛力的同時,也促進了地質調查工作的轉型。

2017年,由中國地調局鄭州礦產綜合利用研究所牽頭組織實施的礦產資源節約與綜合利用調查工程進展順利,成效突出。

據統計,2017年度,該工程的目標任務(含科技創新目標)完成良好,實物工作量圓滿完成,其中,完成1∶5萬區域地質調查1338平方千米,完成率100%;完成1∶5萬礦產地質調查6726平方千米,完成率100.98%;完成1∶5萬地質環境調查7508平方千米,完成率100%;完成選冶試驗526次,完成率116.89%。

卡爾卻卡工作區1∶5萬礦山地質環境問題保護與治理區劃圖

利用水平調查支撐開發利用監管

一是實現了礦山數據及時匯聚更新,提高了礦產開發利用水平調查可靠性和時效性。

該工程全面收集了2016年度煤炭、鐵礦、錳礦、銅鉛鋅等20余個礦種勘查開采公示系統中數據,完善“三率”數據庫。并通過數據挖掘分析,編寫《重要礦產資源開發利用情況通報》,主要內容包括重要礦產資源采礦行業集中度、選礦行業集中度、產能利用率、開采回采率、選礦回收率、共伴生綜合利用率、綜合利用率、廢石排放強度與循環利用、尾礦排放強度與循環利用等內容。

根據調查分析,我國非能源領域19個礦種與煤炭礦山共計排放尾礦與煤泥6.51億噸,當年利用、處置尾礦1.32億噸,平均尾礦利用率18.97%;尾礦累計積存量109.93億噸。我國礦山廢石利用率不高,排放礦山廢石總量較多的礦種如鐵礦、銅礦、鎳礦、鉬礦、磷礦等礦種的廢石利用率較低。有些硫化礦廢石,來自硫化礦物開采中剝離的廢石和礦物夾石層以及排土,這類礦山廢棄物中,殘存相當高的硫化物,露天堆置條件下,易被空氣中的氧氣氧化,氧化深度直達堆體內部。遇降雨形成強烈的酸性水,通常酸度在pH1-2,并挾帶大量的重金屬離子。

二是“三率”指標技術要求體系得到進一步完善,大力促進礦產資源利用水平。工程相關部門在礦山調研、會議研討、礦山試用、廣泛征求意見的基礎上,研究提出鉭礦、鈮礦、鎂礦、芒硝、膨潤土、硅質原料資源合理開發利用“三率”指標要求,并向國土資源部提交相關指標要求建議。截至目前,不包括新提出的6礦種“三率”指標要求,國土資源部已發布五批共33個礦種的“三率”最低指標要求,涵蓋能源礦產、有色金屬礦產、黑色金屬礦產、非金屬礦產等,基本構建形成了重要礦種的“三率”指標體系。礦產“三率”指標體系的建立,對于推動礦產資源合理開發和有效管理,提高礦產資源保障能力將產生積極影響。

“礦產‘三率’指標要求,是礦山企業開發利用礦產的‘最低要求’和節約與綜合利用的‘紅線’,是礦山企業礦產開發利用方案和礦山設計的依據。新建或改擴建礦山企業‘三率’指標要達到相應指標要求,在產礦山要在指標發布之日后兩年內達到規定指標要求。”該工程首席、中國地調局鄭州礦產綜合利用研究所所長馮安生介紹稱,礦產“三率”最低指標要求的制定,是國土資源部落實節約優先戰略,健全礦產資源節約集約利用機制和促進生態文明建設的重要措施,強化了礦產資源合理開發利用的監督管理;通過源頭保護、過程監管、后果嚴懲的全流程管理,開展指標評估,加強指標考核,引導并促進礦山企業提高礦產“三率”水平,可以有效促進礦山企業節約與綜合利用。

為引導礦山創新開發利用技術,倡導綠色開發模式,2017年,該工程啟動了礦產資源開發利用領跑者指標制定工作,領跑者指標在“三率”指標的基礎上,涵蓋效率指標、技術先進性、數字礦山、資源循環利用等方面的指標,目前已按2017年初目標任務完成了銅礦、磷礦、錳礦等礦種資源合理開發利用領跑者指標要求制定(建議)。

三是重要礦產資源開發利用水平試點工作啟動,促進我國資源利用效率進一步提高。該工程在2017年提出了13項指標反映礦產資源開發利用水平,形成了礦產資源開發利用水平評估辦法規程,創新了礦產資源開發利用評價方法,研究提出礦產資源開發利用水平試點辦法,并在確定了評價技術指標的基礎上,編制了“礦產資源開發利用水平調查評估試點工作辦法”并提交國土資源部儲量司。2017年8月10日,國土資源部辦公廳印發《礦產資源開發利用水平調查評估試點工作辦法》(國土資發〔2017〕33號)下發試點省份及各業務支撐單位使用。該文件的印發,為國家生態文明體制改革總體方案中礦產資源開發利用水平調查評估制度建設奠定了基礎,有效支撐了國土資源部工作。

四是銅尾礦等六礦種尾礦綜合利用特征調查全面完成,助推綠色礦業發展。建立形成了銅鉛鋅鉬金螢石礦山尾礦綜合利用特征數據庫,通過對尾礦、廢石綜合利用調查評價發現了一大批具有綜合利用價值的尾礦、廢石、廢渣。

技術創新支撐資源利用潛力挖掘

1.鉬(銅)冶煉廢酸中稀散元素錸的綜合回收技術。

錸作為一種有特殊用途的稀散金屬,在航空航天發動機高溫合金方面有著不可替代的作用,是重要戰略新材料資源。錸在自然界中沒有獨立的礦床,常常伴生在輝鉬礦和銅礦中,目前絕大多數鉬冶煉企業沒有合理的技術方法對錸進行綜合回收,造成錸資源的嚴重流失。鑒于此,研發了一種離子交換法從鉬精礦焙燒淋洗液中直接吸附錸的工藝,能夠實現鉬精礦焙燒淋洗液中錸的高效綜合回收,可得到99.9%以上的高錸酸銨產品,錸總體收率>95%。該項技術配套申請了2項發明專利,2017年度已授權1項,目前已通過了中國有色金屬協會組織的成果鑒定,鑒定結果表明該技術達到國際先進水平。

2.晶質石墨層壓粉碎-分質分選技術。

鱗片石墨原礦固定碳含量較低,需要經過富集提純后方可進一步加工利用,常規浮選法流程長、富集比低、生產成本高。大鱗片石墨(100目以上)原料的價格是細鱗片石墨(100目以下)的2~4倍,保護石墨大鱗片是石墨選礦相對于其它礦物選別的一個特殊要求,常規粉碎工藝有助于提高磨礦效率,但是對保護大鱗片十分不利,尤其是在粗磨階段,導致石墨大鱗片損失率高,分選產品相對單一,無法差異化利用。鑒于此,研發了晶質石墨“層壓粉碎-混目浮選-分質分級-區別再選”技術工藝,區別再選采用并聯工藝,避免了傳統串聯工藝中流程長、分選環境復雜,產品單一的缺點。該技術目前已申請國家發明專利1項。

3.青海南翼山油田水老鹵稀散元素可利用性研究。

南翼山油田鹵水屬于氯化物型高鈣高銨鹵水,是青海柴達木盆地深層地下鹵水的典型代表,該鹵水富含鋰、鉀、硼、銣、銫等元素,綜合利用價值較高。結合油田水老鹵的化學組成特點,選擇了老鹵提硼-萃余液除鈣-除鈣液濃縮-母液除鎂-凈化液提鋰-銣銫分離的綜合路線,硼反萃率達99.03%,鉀回收率72.95%,鋰的總回收率62.04%,成功制備了硼酸、氯化鉀、碳酸鋰等產品,化驗指標滿足或超過國家相應產品的國家標準。同時對稀散元素鋰、銣、銫的分離提取,試驗指標較好,能進行有效的綜合回收。

4.黑龍江三礦溝銅浸渣綜合利用技術。

黑龍江多寶山—三礦溝銅礦銅浸渣中含鐵33.24%~44.66%、儲量約100 余萬噸,項目組從銅堆浸尾礦工藝礦物學入手,提出了磁重聯合工藝流程綜合回收鐵和石榴子石,采用磁選工藝獲得產率7.82%、含磁性鐵65.16%、回收率89.34%的磁鐵礦精礦,磁選尾礦重選可得到產率53.57%、純度95%以上的鈣鐵榴石精礦產品,實現了共伴生礦物的綜合回收,踐行了礦產資源減量化利用原則。該技術工藝的主要創新是流程結構短,成本低,簡單易于實施。該項技術成果的應用,可顯著提高礦石的資源利用率和綜合利用水平,有力促進礦產資源化、減量化利用,極大地提升企業經濟效益和社會環境效益。該技術目前已得到國內企業的認可,有望進一步工業實施。

5.青海祁漫塔格低品位鐵銅礦高效經濟綜合利用技術。

青海鴻豐偉業礦產投資有限公司正在開發利用拉陵高里河下游鐵銅礦屬于易選礦石,目前所處理的礦石鐵品位32.80%,含銅0.16%。由于銅含量較低,現場并沒有進行綜合回收。項目結合高寒海拔地區的特點,研制了“弱磁粗選-磁篩提鐵降銅-磁選混合尾礦再浮選銅”的技術工藝,鐵品位32.80%,含銅0.16%原礦,最終獲得鐵精礦中鐵品位66.84%、回收率72.01%,鐵品位較現場提高了3個百分點。銅精礦中銅品位13.59%、銅回收率71.98%,實現了低品位伴生銅資源的綜合回收。

該技術解決了傳統“先磁后浮”工藝中由于銅損失到鐵精礦中導致銅回收率低、鐵精礦硫含量超標的技術難題,僅拉陵高里河下游地區就實現3000萬噸鐵銅礦石的高效利用,綜合回收10萬噸金屬銅資源。高寒海拔地區由于常年氣溫較低,藥劑用量為內地的2~3倍,該工藝能夠顯著降低藥劑用量,對周圍生態無明顯影響,尤其適合高寒海拔地區低品位鐵銅礦的推廣應用。該技術目前已申請國家發明專利1項。

6.新疆東天山鐵礦中伴生鈷綜合利用。

東天山中段有色金屬基地中,紅云灘-鐵嶺-百靈山-多頭山一帶的鐵礦中伴生鈷,含量0.016%~0.045%。含鈷鐵礦石估計有4000萬噸,含鈷鐵尾礦有數百萬噸。目前,這些鐵礦均采用單一磁選流程回收磁鐵礦,鈷未綜合利用。

在基地開發利用現狀調查中,鄭州所發現了這一珍貴的共伴生資源,并對其綜合回收進行了選礦試驗。采集樣品為多頭山鐵礦選鐵尾礦,含鈷0.038%,礦石中同時伴生有低含量的硫也未回收。將尾礦磨礦至-200目45%,經兩次粗選一次精選兩次掃選,可以獲得含鈷0.44%、含硫32.72%的鈷硫精礦,鈷回收率85.58%,硫回收率91.15%。伴生組分鈷、硫均獲得較好的回收效果。

7.川西鋰多金屬礦綜合利用技術。

針對川西鋰多金屬礦普遍存在的品位低、復雜難選、綜合利用程度低、開發利用中污染物排放量大等技術難題,通過新藥劑研發與優化,開發出“鋰鈮鉭混浮-混浮精礦弱磁除鐵-強磁、重選分離鈮鉭”的選礦新工藝,實現了鋰輝石浮選回收率由現有的65%提高至85%以上、鈮鉭綜合利用率由現有的25%提高至50%以上的優異指標,并采用無氟工藝綜合回收了尾礦中的長石。針對獲得的鋰輝石精礦,采用晶型轉化-焙燒-浸出的優化工藝,鋰浸出率可達85%以上,在此基礎上,以無水磷酸鐵作為前驅體,獲得振實密度1克/立方米,0.1C放電比容量達到150毫安時/克的磷酸鐵鋰。項目形成了針對硬巖型鋰輝石礦,從選礦、冶金到材料的整體資源化利用新技術,研究成果已被金川奧伊諾礦業有限公司采用,有望實現成果轉化。

地調成果支撐地調工作轉型

一是礦產資源基地綜合地質調查技術方法體系初步形成。在中國地質調查局資源評價部的領導下,通過多次研討完成了《礦產資源基地綜合地質調查技術要求》編制,并通過局專題會討論,目前已在試點項目試用。

礦產資源基地綜合地質調查以礦產資源基地資源、技術經濟、環境等要素的多目標綜合調查為新的工作理念,以需求為導向,以資源開發與環境保護綜合效益最大化為原則,按照科技引領、整體部署、綜合調查、同步實施的思路,開展礦產資源基地資源條件調查、地質環境條件調查和技術經濟條件調查等調查工作,同步開展資源潛力評價、技術經濟可行性評價和環境影響評價,在此基礎上開展礦產資源基地資源環境綜合評價,為資源基地的找礦突破、生態文明建設和礦政管理提供支撐,提出礦產資源基地勘查開發優化布局和綠色可持續發展對策建議。

在試點工作基礎上,結合技術要求,編制了大型礦產資源基地綜合地質調查工作指南,該指南按照資源潛力調查與評價、技術經濟條件調查與評價、環境影響調查與評價、資源環境綜合評價與規劃布局四個方面的內容編制,對技術要求的試用推動具有重要意義。

本著資源、環境、技術、經濟的有機統一,編制了《大型礦產資源基地綜合評價方法》,涵蓋數據獲取和評價,對于統一評價方法體系具有指導作用。

二是大型礦產資源基地資源潛力調查支撐基地資源保障。

(1)開展新疆東天山中斷資源條件調查,取得銅鎳礦找礦進展,支撐了找礦突破行動,保障了該基地資源供給,2017年新圈定了找礦靶區4處,遠景靶區2處,2016~2017年合計圈定銅鎳找礦靶區7處,提交礦產地1處。首次在大南湖島弧帶內發現了巖漿銅鎳礦,首次在東天山鎂鐵質雜巖體中發現了研究銅鎳硫化物礦,引領了區域成礦理論研究和找礦工作,有望使得東天山銅鎳資源儲量大幅增加。

(2)開展赤峰有色金屬基地資源條件調查,取得錫礦資源的找礦突破,有望重塑我國錫礦資源格局。發現一批重要的找礦線索,圈定找礦遠景區4處,提交靶區5處。通過近兩年來的工作,共計圈定了成礦遠景區11處,提交找礦靶區9處,其中2016年提交5處,2017年提交4處。

(3)開展川西稀有金屬礦集區資源條件調查,預計可提交礦產地2處,實現川西稀有金屬資源的找礦突破。通過2017年度工作,初步圈定找礦靶區6處,預計可提交礦產地2處。

(4)開展青海卡而卻卡工作區資源條件調查,圈定找礦遠景區7處。依據已知礦點、礦化點和礦化線索及重要地球物理、地球化學異常和遙感異常的分布,結合含礦建造、容礦巖石、重要控礦構造特征,圈定甲類遠景區3處,乙類遠景區2處,丙類遠景區2處。卡爾卻卡2號、4號和6號遠景區為甲類,1號和5號為乙類,3號和烏蘭拜興7號遠景區為丙類。□

網站編輯:宮莉

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