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从“挑肥拣瘦”到“吃干榨净”

——我国绿色矿山建设成效系列综述之资源利用高效化篇

作者:任思雨 编辑: 来源: 中国矿业报 更新时间:2026-09-07 浏览次数:

       新一轮找矿突破战略行动的实践表明,激活矿床内部沉睡的海量“隐性储量”,与勘探发现新矿基地同等关键,二者共同筑牢产业链供应链的安全根基。

  长期以来,受技术、成本掣肘,钛、钴、铀等嵌布于矿石中的战略伴生金属,大量低品位矿料,连同分选产生的尾矿废渣,往往被当作“废料”白白浪费。如今,我国一批国家级绿色矿山打破“重主矿、轻副产物”的惯性思维,以科技创新为支点,向选冶工艺要回收率、向呆滞资源要增量、向固废副产物要价值、向数智管控要稳定性,让曾经的“包袱废料”变身有效供给,为筑牢国家能源资源安全写下资源利用高效化的生动实践。

  解锁共伴生矿的“隐形宝藏”

  多元素共生,是我国诸多优势矿床的典型特征。铁钛钒、硼铁铀、金锑钨等有价矿物相互交织嵌布,受传统选冶技术条件限制,过去大多只能高效回收1~2类主矿产,大量极具战略价值的伴生组分随尾矿流失,形成隐性资源损耗。

  提升共伴生矿产综合利用率,正是绿色矿山建设明确提出的硬性导向和核心任务之一。它要求矿山不仅要“看得见”资源,更要“拿得出”、“用得好”资源。要想实现“一矿多吃”,充分释放矿床内各类有价组分的潜力,首要突破口便是破除分选分离的技术壁垒。

  攀西红格钒钛磁铁矿,承载着我国钛、钒、钴等战略金属供给的重任。矿体之中,钛、钴、镍等有价颗粒粒度极细,和铁矿物紧密交织。早期生产阶段,该矿更多聚焦铁精矿产出,大量钛系组分留在尾矿库中。

  “钒钛磁铁矿开发利用的难点,在于不能顾此失彼。不能为了提铁,就牺牲钛、钴的回收,这是对国家战略资源的极大浪费。”龙佰攀枝花矿产品有限公司技术负责人坦言,整套选冶体系要兼顾多种矿物的回收平衡。

  依托国家钒钛资源综合利用示范基地建设的实践平台,该矿立足产业实际,联动科研院所持续开展工艺迭代攻关。通过外磁式磁选机预选工艺革新,选铁总回收率较国家示范基地规划目标高出5.96个百分点;自主研发的 MPF高效环保选钛捕收剂,钛资源综合利用率提升至45%,大幅高于攀西地区29%的行业平均水平。随着硫钴精矿回收技改落地,该矿钴、镍、铜等金属实现规模化回收;超微细粒钛铁矿强化回收项目建成投产,盘活近8700万吨钛资源,相当于新探明3座超大型钛矿,让沉睡于尾矿中的潜在储量转变为实实在在的可用资源。

  放眼国内,复杂共伴生矿体的资源高效利用难题并非个例。辽宁翁泉沟硼铁矿同样面临多矿相交织带来的困局——硼、铁、铀矿物紧密共生,物理性质相近,分选解离难度大。作为国内硼铁资源综合利用的重点示范载体,该矿锚定“以硼为主、综合利用”的开发定位,创新构建“磁-重-分级”联合选矿工艺,配套硼砂-硼酸联合化工流程与专属铀水冶生产线,打通多组分一体化开发完整链条。在稳定产出硼、铁主导产品的基础上,同步实现铀、镁资源回收利用,进一步延伸硼泥提镁、尾矿制备建筑砂石产业链,真正做到了矿床中各类有价物质各尽其用。

  一个个实例证明,共伴生资源绝非矿山开发的边角附属品,而是我国矿产资源家底当中不可忽视的重要组成部分。从绿色矿山建设确立综合利用评价导向,到示范项目落地生根,行业选冶技术的每一次突破,都是在向内深挖资源潜力,实实在在地扩充我国战略性矿产资源的供给底盘。

图①为三宁矿业挑水河磷矿矿井废水沉淀处理系统。

图②为树崆坪磷矿花园式矿区。




把“呆矿”转化为现实供给

经过多年高强度开发,国内高品位易选矿石不断消耗,我国矿山发展逐步进入“主矿渐少、呆料尚存”的新阶段。一大批历史划定的低品位矿、表外矿与堆存尾矿受限于当时的技术水平与经济评价标准,被归入“无效物料”范畴。

在绿色矿山建设带来的理念变革之下,过去被舍弃的呆滞物料进入行业开发视野。盘活这部分存量,既可拓宽资源保障回旋空间,也有助于延长矿山服务年限。怎样将沉睡家底转化为有效产能,成为矿业发展必须面对的现实。近年来,自然资源部持续推进战略性矿产低品位、共伴生资源再评价工作,迭代完善矿床工业指标论证机制,综合测算多组分当量价值开展资源评估与开发论证,引导企业打破单一主矿品位评价惯性。与此同时,资源税法设置差异化税收减免政策,对企业综合利用低品位矿、尾矿生产产品给予税收优惠激励。“很多矿山手里都压着一批低品位矿,不是矿石本身没有价值,而是因为一笔经济账。”湖北兴发树崆坪磷矿相关负责人介绍说,“低品位矿石开发最大的障碍,在于分选成本与产出效益之间的矛盾。”

坐落于磷化工原料基地的树崆坪磷矿,曾面临高品位磷矿不断衰减的现实。该矿矿区内品位约18%的白云质条带磷矿储量可观,但由于矿石内部矿物嵌布关系复杂,矿物解离难度高,沿用传统选矿工艺分选收效甚微,因此长期被当作难以利用的“呆料”。乘着政策制度释放的改革红利,该矿果断上马120万吨/年重介质选矿项目,没有照搬行业通用的成熟方案,而是立足本矿矿石物性反复开展试验调试,将入选粒度下限由3毫米降至1毫米。此举成功攻克了以往低品位磷矿分选难题,千万吨级呆滞磷矿资源得到释放。

盘活呆滞资源,分级分质利用是实现资源价值最大化的核心路径。在选矿项目落地的基础之上,该矿进一步搭建起完整的矿料分级利用体系,坚持分质分选、优料优用:高品位块矿定向供给精细磷化工产业,中低品位矿料经选别加工用于湿法磷酸生产,开采产生的副产粉矿则加工制作磷复肥与饲料钙产品,让不同品级的矿料各得其所,每一份资源都匹配适配的下游应用场景。

资源高效利用的“触角”还延伸到存量尾矿库。尾矿是矿山生产的附属产物,其中仍留存大量未被提取的有价组分。在完成主矿体开发之后,攀西红格钒钛磁铁矿进一步向尾矿“要资源”。该矿跳出“尾矿即是废弃物”的固有认知,将尾矿定位为二次分选的原料仓,持续开展尾矿再回收铁钛资源的技术改造。项目投运后,该矿尾矿中二氧化钛品位下降至4%以下,每年从尾矿中新增钛精矿5万吨、铁精矿2.17万吨,让过去堆存的尾矿库成为一座持续产出资源的“地上矿山”。

相较于新建采矿项目,盘活低品位矿和尾矿资源,可以充分复用已有厂房及公用设施,对外部生态扰动更小,还能够拉长矿山服务周期。但呆滞资源先天品位偏低,处理成本较高,仍需技术攻关、政策引导、市场机制协同发力,方能打通产业化落地的堵点。

推进矿山固废梯级利用

矿石选冶加工,必然伴随尾矿、硼泥、矿渣等大宗副产物的产生。过去很长一段时期,矿山固废治理更多聚焦堆存处置、防渗防漏、污染风险防控,把固废当作需要管控的环境负担,其蕴藏的资源价值却长期被搁置。随着我国绿色矿山建设的持续走深走实,矿业领域的发展理念迎来深层次转变:固废不等于废弃垃圾,而是蕴藏开发潜力的二次矿产资源。打通“矿料-产品-副产物-再生原料”的产业循环链条,成为推动矿产资源集约高效利用不可或缺的重要一环。

在攻坚多组分共伴生矿物分选的基础之上,辽宁翁泉沟硼铁矿进一步把目光投向大宗固废资源化利用。面对硼泥、选矿尾矿带来的处置压力,该矿跳出“以堆存为主”的传统治理思维,坚持减量消纳与资源化利用双向发力。针对硼泥组分复杂、提取工艺难度大的现实难题,该矿开展硼泥提镁技术攻关,充分挖掘硼泥当中镁元素的资源价值;同时,优化选矿后端工艺流程,将尾矿加工为合格建筑砂石推向市场。此举既有效缓解了尾矿库库容紧张的现实压力,又让工业副产物转化为可市场化流通的产品,实现了生态效益、经济效益的双赢。

固废资源化没有标准答案,需要因矿施策,贴合矿山自身的资源禀赋。湖北三宁矿业挑水河磷矿立足井下开采实际条件,探索固废井下就地消纳模式。其选矿产生的尾矿、尾泥以及生产收集粉尘,全部加工转化为充填骨料回充井下,做到固废不外排,实现井下就地资源化处理。

资源循环的维度,也并不局限于固体物料。攀西红格钒钛磁铁矿还将循环理念延伸至水资源全流程。该矿选矿生产废水、尾矿库澄清水全部回流选厂循环复用,以水资源闭环循环反哺矿物分选作业,进一步放大全流程资源综合利用效益。

让实验室技术落地工业现场

攻克共伴生资源提取、呆滞物料盘活等一系列技术难关之后,科研成果从实验室走向工业现场,我国矿业行业又迎来一道现实考验——实验室工况环境可控,工艺参数能够维持在理想区间;而在真实矿山生产现场,原矿性质、药剂条件、设备运行状态始终处于动态波动之中,不少在试验阶段表现亮眼的先进工艺,落地工业化生产后出现指标起伏,难以持续释放技术潜力。

立足于矿业高质量发展的现实需求,近年来,我国在绿色矿山、非煤矿山智能化建设的部署中,重点瞄准“实验室-工业化”转化这一薄弱环节,鼓励矿山依托数字化、智能化手段,破解先进选冶工艺现场复现难题,推动创新技术真正转化为稳定可靠的资源产出能力。

“选冶生产是连续动态的过程,药剂、料位、温度细微变化,都会直接影响回收率,靠人工盯守调节,很难做到时刻最优。”龙佰攀枝花红格铁矿自动化业务负责人的话道出了行业长期存在的痛点。传统模式下,选冶操作高度依靠人工经验,面对多金属共生选冶的复杂工况,人工调节往往存在滞后性,很难跟上工况的瞬息万变。为此,在政策的引导与现实的困境下,该矿推进选矿车间全流程智能化升级,其破碎车间配置西门子400H硬冗余 DCS系统,磨矿选铁、选钛车间部署 ABB集散控制系统,实现温度、料位、药剂投加等关键参数在线采集、远程闭环调控,选冶主体流程基本实现无人化运行,旨在最大限度消弭人为操作带来的指标波动。

技术路径的选择从来没有统一范式,智能化建设同样如此,必须紧扣矿体禀赋、生产工艺流程因地制宜规划与建设。辽宁首钢硼铁矿在完成选矿提质、固废资源化改造的基础上,同步投入6500余万元推进数字化矿山建设。其搭建生产自动化与调度指挥一体化平台,对分选各环节实施动态监测,部分工序建成“黑灯工厂”,生产流程稳定性有效提升了10%~30%,精矿回收率提高了1个百分点。面向井下开采场景,湖北三宁矿业挑水河磷矿搭建三维矿料组分动态模型,实现井下5G网络全覆盖,其选矿、充填岗位均实现无人化值守,关键工艺流程数控化率达到85%以上,成功打造了“井下-选矿-充填”一体化数字管控体系。

面对多金属协同回收的技术难题,湖南辰州矿业沃溪金锑钨矿同样借助数字化补齐人工调控短板。该矿搭建一体化数字化管控平台,将智能感知与调控贯穿磨矿、浮选、冶炼全链条。依托在线监测装置实时捕捉原矿物料性质变化,系统自动动态优化药剂配比、磨矿粒度等核心工艺参数,跳出传统人工调度的局限,有效消解各类现场生产扰动,保障了金锑钨多金属综合回收指标长期稳定维持在较高水平。

资源利用高效化,是绿色矿山建设的核心内核,更是保障国家能源资源安全的重要抓手。它不是某一台设备、某一道工序的单点改良,而是贯穿选冶提取、呆滞资源开发、固废循环、智能管控的系统性变革。

未来,我国矿业既要拓宽找矿视野寻找增量资源,更要深挖存量物料的潜在价值。这就需要持续发挥绿色矿山示范引领作用,压实选矿回收率、共伴生资源综合利用率指标约束,大力推广先进适用技术,打通产学研用转化链条,完善配套政策机制,推动更多“呆料”转化为可用资源,以集约高效的资源利用,夯实我国能源资源安全根基,走出开发与保护协同共进的现代化矿业发展道路。


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