科技創新是黃金礦山度過寒冬的最佳選擇
發表時間 :2014-09-04 來源:
編者按:日前,在山東招遠舉辦的2014中國國際黃金礦業技術高峰論壇上,“全球黃金資源勘探開發有哪些新技術、新方法”,“如何提升我國黃金礦業科技的整體水平”,“如何推動中國黃金產業技術的國際間的交流與合作”,“黃金資源勘探新技術、新設備”,“深部和超深部黃金資源開采方法及研究”,“複雜成分金礦資源的選冶及多元素綜合回收新技術”等圍繞“科技創新、生態礦業”主題展開的諸多命題被熱烈討論。記者細心整理,取其精華,以饗讀者。
山東招金集團副董事長、招金礦業董事長 翁占斌
中國黃金行業進入了金價低位運行、新舊矛盾疊加、運營風險增多、市場倒逼內部改革的“新常態”發展階段。在市場金價處於中低價位長周期的現實條件下,繼續我們價值創造的靈丹妙藥就是技術創新。
上個世紀80年代中期到世紀末,黃金科技創新為招金集團帶來了生產的春天。在20多年前,夏甸金礦是一個被判了死刑,即將閉坑的礦山,然而,探礦科技救活夏甸金礦。1994年,該礦在深部探獲了儲量4噸,一舉擺脫了資源危機。大尹格莊金礦資源儲量大、品位低、埋藏深,我們通過采用新的充填采礦方法、使用大型機械化設備出礦、利用規模化開采等一係列采礦科技創新措施,最終造就了大尹格莊金礦。冶煉技術的創新奠定了招遠成為“中國金都”的基礎。2012年招遠市黃金產量突破100萬兩,成為中國第一個產量過百萬兩的縣級市。
但行業發展到今天,卻麵臨製約行業科技創新的一係列共性問題。如,在開采技術領域,麵臨著超深采礦、薄礦體采礦的難題;在選冶技術領域,麵臨難選冶資源回收率問題等。
現在社會已經進入了一個新的發展階段——科技紅利階段。產業升級,加快“三化”融合,將是未來黃金礦業生存與發展的必然選擇;安全、環保和生態,將是未來黃金礦山可持續發展的重要保障;資源綜合回收利用,將是中國黃金礦業科技創新的重要命題;對黃金科技體製機製的建設,將是引領行業發展的軟實力。
科技創新的問題,歸根結底還是人才的問題。所以要進一步加大智力投資;增強管理體係創新;積極促進科技成果的引進、消化和吸收;擴大行業內科技交流,促進合作共贏。
湖南有色金屬研究院教授 朱一民
難選金礦石是指金以細粒浸染狀賦存於硫化物、矽酸鹽、亞銻酸鹽或碲化物中,或由於礦石中存在炭質礦物,不經預處理則不適於直接氰化的金礦石。該類型金礦石中的金通常以細粒金或次顯微金呈包裹或浸染狀存在於黃鐵礦、砷黃鐵礦、毒砂等硫化物中,細磨亦難以分離;而礦物的包裹阻止了金與浸金劑有效接觸,妨礙了金的浸出。
該類型的金礦石資源在我國儲量較為豐富,在貴州、雲南、甘肅、四川等地分布較廣。
選礦研究針對該類型金礦石進行了多種選礦工藝流程方案比較,以便優選工藝方案,篩選合理有效的選礦藥劑製度,試驗研究結果表明,金回收率獲得了大幅度的提高。同時,還綜合回收了礦石中的鉛、銻、銅等其他有價金屬礦物,使該類難選金礦石資源價值得到有效提高。
目前的狀況是,選礦廠數量多但規模小、自動化程度低,從100噸/日到1000噸/日不等,大部份在500噸/日以下,很難有規範的管理和自動化程度高的設備配製。供礦量和原礦的礦石品位非常不穩定,至使選礦生產不穩定,選礦指標難以得到保障,選礦成本也非常高。由於缺乏針對難選金礦石的選礦技術,目前絕大多數金選礦廠采用的是載金硫化礦與非載金硫化礦混合浮選獲得金精礦的選礦工藝,不僅有價金屬礦物沒有得到有效回收,金精礦品位及回收率也難以提高。
難選金礦石中有價金屬及載金硫化礦、以及金與硫化礦之間嵌鑲關係複雜,嵌布粒度微細,礦石中含泥含炭高;有價礦物與載金礦物間可浮性差異不同導致它們分離困難。難選金礦的浮選需要較高的入選磨礦細度,才能使有價礦物間及與載金礦物較好的單體解離,使金的選礦指標得到提高,並使有價礦物得以回收。根據不同的礦石性質,可以分別采用混合浮選、優先浮選、等可浮選-分離浮選、混合浮選-分離浮選選礦工藝。對於含硫化礦物品種多且複雜的礦石,采用優先浮選、等可浮選-分離浮選工藝是較佳的選擇。
米兰竞技足球俱乐部官网地質與礦山裝備分會秘書長 高富麗
在將來較長的一段時間內,深孔(特深孔)鑽探的需求將會呈現平穩增長的態勢,尤其是在國民經濟發展所需的貴金屬和稀有金屬勘探、科學鑽探以及國家安全所需的戰略礦產資源的勘探方麵,深孔(特深孔)鑽探將會出現持續快速的增長,深孔鑽探裝備具有良好的發展空間。
交流變頻電驅動岩芯鑽機因其在鑽探綜合效率、鑽探經濟性、工藝適應性、操控智能化等方麵的優越表現,在2000米以深的深孔(特深孔)鑽探方麵具有良好的適應性,將成為主要的發展方向之一。
另外,基於空氣快速鑽進的動力頭鑽機發展迅速;傳統鑽機發展趨於個性化;聲波鑽機曾作為一種新型的鑽孔設備,自上世紀80年代以來已在歐美和日本等發達國家岩土鑽探工程施工領域中得到廣泛應用,現在已經落地本土;大型車載鑽機、煤層氣鑽機研製取得進展;深孔鑽探用泥漿泵形成係列;N口徑繩索鑽杆鑽深記錄超過3000米;新型孔口器具迅速推廣;出現新型野外作業營房車;自主研發的電法工作站成功應用,陣列電磁法係統由陣列天然場電磁法和陣列人工場電磁法組成。該方法技術可廣泛應用於多金屬礦產、地下(熱)水和油氣等資源的勘查研究,具有大功率、大深度、多參量、高分辨等特點;數字式電子重力儀研製取得突破進展;國家重大儀器設備專項ICP-AES關鍵部件的研製進展順利。
北京礦冶研究總院博士 郭利傑
礦山充填工藝技術發展至今,分級尾砂充填技術仍是目前應用最廣泛的充填工藝技術,以自流輸送為主。隨著先進控製技術、自動檢測及智能通訊反饋技術的發展,分級尾砂充填實現了充填參數自動檢測與數據調整的智能協同控製。
高濃度全尾砂充填技術是20世紀80年代末發展起來的新型礦山充填技術,已在充填礦山得到廣泛應用,其特點是以全尾砂作為充填骨料,通過活化攪拌,在高濃度狀態下輸送到采場。
無廢開采是一種理想的生態采礦模式,膏體全尾砂充填技術及廢石膠結充填技術或將成為無廢開采的核心技術載體。
未來,高濃度/膏體全尾砂充填技術與廢石膠結充填技術互相結合,協同處理地表尾礦與井下廢物的可持續性融合技術,將成為最大限度減少廢物、資源和能源極致利用、環境汙染與破壞最小的可持續采礦範例;低成本、環保的新型膠結材料的創新研究與開發或將越來越受到重視。隨著新型膠凝材料製備技術研究的不斷深入,能更多消納礦業廢物、具備更低成本的新型複合膠結材料(爐渣膠結劑和地聚物膠凝劑)的強度性能將能得到顯著改善,從而推動高濃度/膏體全尾砂膠結充填技術在更廣範圍的礦山推廣應用。更有效、更具成本效率並能適應更極端環境的尾礦膏體濃縮設備、泵送設備的研究開發將不斷得到創新發展;更精準、更智能的充填參數自動檢測儀表與自控係統、通信係統將能達到同步協調。
煙台黃金職業學院院長 王建國
成礦預測是在基本理論的指導下,根據一定的成礦地質理論、成礦地質環境、成礦條件、控礦因素和找礦標誌,對尚未發現單將來可能或應當發現的礦床作出推斷、解釋和評價,提出潛在的礦床發現的途徑,從而發現礦床和對潛在的資源量進行評價。
裴榮富院士等在總結國內外300多個大型礦床的基礎上,提出中國特大型礦床的形成具有時空偏在性,主要表現在對礦種、礦床類型、成礦時間和成礦背景上均具十分明顯的選擇性。這種成礦偏在性主要取決於地、物、化、遙等多種控礦要素非常罕見的藕合匯聚。“偏在性”理論的提出為特大型隱伏礦床的找礦預測提供了新的思路。
模型找礦預測方法的發展趨勢是將概念模型方法和經驗模型方法有機結合起來,強調找礦信息、找礦經驗和找礦理論的融合,利用地質、地球物理、地球化學、遙感方法,以及礦床(點)的分布特征、礦床勘探曆史等多源信息,以礦床模型為前提,建立區域成礦與多元地質信息的定量預測模型,進行資源潛力的定量預測。數字礦床模型評價方法正是這種發展趨勢的具體體現。它以礦床模型和勘查數據為驅動,通過將描述性礦床模型數字化、知識化,以計算機可以直接識別和處理的數據、知識和符號形式,在計算機中建立起與之對應的數字化礦床模型。
數字礦床模型開始於美國地質調查局,其網頁公開了正在進行的“高級資源評價方法”研究計劃,其中包含了有關數字礦床模型的研究內容。
長春黃金研究院長 韋華南
我國黃金行業生產企業在總體上與國外先進生產企業相比還存在差距,主要表現在管理理念、生產規模、自動化程度、主要經濟技術指標等方麵。但在技術研發方麵國內整體水平與國外相當,在部分領域達到了國際領先水平。
國內大部分企業在管理上表現為粗獷式,與國外精細化管理差距較大——生產上計劃經濟模式的影子時有體現,按市場規律調節生產的能力較弱;由於資源規模及資源所屬企業存在差異,同一區域內資源形成大規模生產的企業較少,形成了小而分散的生產模式,對資源綜合利用、環保、企業綜合效益均造成不利影響;受裝備水平、人員素質與習慣影響,國內大部分企業生產均未實現自動化,工藝控製響應時間較長、人為影響因素較大,對企業的經濟技術指標產生了較大影響。
在技術研發方麵,國內有國際影響的科研院所與院校,對生產環節技術與自動化控製技術的研發與儲備達到了世界先進水平,在難處理資源開發利用領域的技術研發達到了國際領先水平。具有代表性的技術為生物氧化技術、原礦焙燒技術、含氰廢水處理技術、薄礦脈和難采礦體開采技術等等。
中南大學教授 謝建平
人類社會正麵臨嚴重的發展問題——能源、資源短缺和環境汙染。另外,根據目前的消耗趨勢,化學能源將在200~300年之後消耗殆盡。因此,尋找一種高效、持續、清潔的新能源是當前人類社會迫切需要解決的問題。
根據國家經濟發展目標,2020年GDP較2000年翻兩番,需要用礦產資源翻一番來保證。然而,國家中長期科學技術發展規劃戰略研究指出:“我國礦產資源緊缺,形勢嚴重”,“富礦多數已開發利用,,已麵臨無好礦可建的局麵”。與此同時,2008年以來,全國重金屬汙染事件呈高發態勢,環境汙染矛盾突出,清潔生產任重道遠。
進入21世紀,我國黃金工業發展迅猛。2008年的上半年,全國黃金產量129.089噸,與去年同期相比金產量增加6.879噸,同比增長5.63%。2009年我國黃金產量超過南非,成為世界第一大產金國。這其中,近年來迅速發展的生物提金技術功不可沒。
生物冶金具有溫和氧化、溫和還原、節能環保、低碳耗的特點。生物冶金曆史久遠,中國早在公元前六七世紀的《山海經》中就有記述:“石脆之山,其陰多銅,灌水出焉,其中多流赤者”。這比歐洲早了八九百年。歐洲有記載的最早涉及細菌選礦活動是1670年在西班牙的裏奧廷托礦,人們利用酸性礦坑水浸出含銅黃鐵礦的銅。1947年,Clomer首先發現嗜酸氧化亞鐵硫杆菌,認為該菌在金屬硫化礦的氧化和某些礦山坑道水的酸化過程起著重要作用。
1958年,第一個生物濕法冶金專利成功申請。同一年,原中南礦冶學院以何複煦教授為首在選礦樓成立了生物冶金實驗室,對生物浸出開展了一係列研究。1999年,該實驗室與美國橡樹嶺國家實驗合作開始純培養浸礦微生物的研究;2004年,在世界上首次對嗜酸氧化亞鐵硫杆菌進行全基因組測序,並在其全部3217個基因序列信息的基礎上,發現320個高氧化活性菌特征基因,其中包括135個與亞鐵和硫氧化以及抗性等功能有關的基因。時隔不久,《嗜酸氧化亞鐵硫杆菌及其活性的基因芯片檢測方法》的國家標準被推出,實現了高效浸礦菌種快速、準確篩選。
山東金軟科技有限公司總經理 姚衛東
黃金礦業企業麵臨諸多因素的困擾:黃金價格低位徘徊、經營成本逐年增加、資源緊缺競爭加劇、產業結構不合理、信息化水平低等。降本增效是黃金礦業企業發展的必要措施,而信息化是助推器。
黃金行業目前麵臨著比較突出的問題,從投資管理方麵看,投資活動方式落後,效率低;投資評估、決策與後評價沒有形成完善統一的體係;投資資料分析維度單一。從項目管理方麵看,項目分散,不宜監督管理;項目現場,項目進度等第一手資料獲取困難,同類項目間對比困難。從安全生產方麵看,生產計劃手工編製隨意性大;生產與企業供應鏈脫節,生產調度依賴經驗;勘探采掘與安全數字化程度低。從財務管理方麵看,財務成本高;預算與業務實際脫節;財務業務一體化程度不高,無法分析預測資金使用計劃。從風險管控方麵看,缺乏完備的風控體係;風險預警能力不足;對投資活動、安全生產、財務現狀等經營情況事後監管,缺乏預先防範。這些都總體體現了黃金行業信息化水平不高,信息係統的建設往往隨需而建,僅滿足部門級別需求為主,係統功能呈現明顯的“豎井化”,不能滿足信息共享的要求。