以技术进步推进节约与综合利用

    如何看待开展矿产资源节约与综合利用工作的必要性？如何认识近年来我国矿产资源节约与综合利用工作的现状？如何在保障国家资源安全、推进生态文明建设的大背景下在技术上更好地推进矿产资源节约与综合利用工作？近日，记者采访了有关专家——中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所所长、国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心主任冯安生研究员。冯安生长期致力于矿产资源综合利用工作，目前承担地质大调查项目《我国重要矿产‘三率’调查与评价》，该项目建设了我国重要矿产矿山数据库。

　　推进矿产资源节约与综合利用是国情所需

　　谈到开展矿产资源节约与综合利用紧迫性，冯安生认为，矿产资源是经济社会发展的重要物质基础，节约资源是符合我国国情和矿情的基本国策。

　　从我国矿产资源国情看，首先，我国缺乏矿产资源比较优势，虽然矿产资源总量大，但人均资源量严重不足，仅为世界人均资源量的58%，主要金属人均储量不足世界人均值的1/4；虽然矿产资源品种基本齐全，但重要矿产严重不足，目前，我国已发现172种矿产，其中煤炭、铅、锌、稀土、钨、锡、钼、锑等40余种矿产储量排在世界前5位，与此同时，石油、铁矿、铝土矿、铜矿等重要大宗矿产却大量依靠国外进口。

　　其次,我国矿产资源自然禀赋较差，难选矿多，易选矿少。如我国的铁、铜、锰、铝、磷等紧缺矿产的贫矿比例分别达97.5%、64.1%、93.6%、98%和93%，其探明储量的平均品位还不及世界平均品位的一半。目前个别地方的超贫铁矿的入选品位甚至已低至9%，铝土矿已经开始利用铝硅比4以下的矿石，金矿最低入选品位低至0.15克/吨，铜矿最低入选品位低至0.15%。这固然反映了我国资源利用水平的提高，但也反映出我国资源禀赋的不足和资源短缺的现实。

　　从更广的范围看，要全面建设小康社会，实现“中国梦”，就需要坚实的包括矿产资源在内的物质基础。如何有效利用资源、减少环境扰动，提高资源利用综合效益是个非常重大的课题。只有加强节约与矿产资源综合利用，才能有效提高资源保障程度，同时加强资源节约与综合利用也是改善环境的根本之策。所以，大力推进矿产资源节约与综合利用，是国情所需。

　　我国矿产开发利用呈现效率化、自动化、加工精细化、产品差别化、绿色化特点

　　谈到矿产资源综合利用现状，冯安生说，近20年来我国矿产资源节约与综合利用工作取得很大进展，黑色、有色、非金属矿领域进步非常显著：例如由于选矿技术的进步，铁精矿品位由过去59%~60%，提高到现在65%~66%，特别是大型矿山企业；再如：国内的铜精矿品位由过去的18%~20%，提高到现在26%~27%；非金属的硫铁矿精矿品位由过去的35%，提高到现在的45%~47%，钼精矿品位由过去的45%~47%，提高到现在的50%~52%。矿产精矿品位的提高，对后续加工行业的技术进步带动性很大，对节能降耗作用非常显著，又减少了环境的扰动，促进了生态文明建设。如把铁精矿品位提高1个百分点，炼钢时高炉系数可提高1个百分点，焦比可降低1—2个百分点，这样既降低了煤炭的消耗，又提高了铁的质量。

　　冯安生认为我国矿产开发利用近10年来呈现出5个特色——

　　第一是效率化。所谓效率化，就是通过集约化投入、集约化地利用矿产资源，来大幅提高矿山生产能力，使矿山采矿、造矿、加工能力显著地提高。每年矿石量大幅增加；现在万吨规模采矿的矿山比比皆是；选矿，过去千吨选厂就是大的，现在有色领域万吨选厂已有好多。

　　再如矿产品的超细粉碎。过去用的粉碎机是立式的，现在是卧式的，搅拌磨直径从1米、3米直到6米以上，磨矿细度，由过去磨到负200目就是极限，现在在黄金领域，磨矿到负325目是稀松平常的事。非金属矿磨矿细度可以达到负10 微米、负5 微米甚至到负2 微米。磨矿的细度已不能按目算，如果以目算，已超过5000目以上，磨矿粒度之细不能想像。矿产加工效率化的提升大大提高了矿产品的生产效率。

　　第二个特征是矿山生产设备由自动化走向智能化。客观地讲，现在我国矿山生产现在还处于自动化阶段，正在走向智能化。设备自动化有两个表现：一是矿山现场人员大幅减少。过去1个千吨选厂有450人很正常；现在一个万吨选厂用工100人很正常。二是自动化程度显著提高，由此带来更大的竞争力。如煤炭行业大型综采设备的使用，既提高了生产力，也使产品质量稳定性提高了，还带来工人的安全保障程度的提高，如一些煤炭企业已采用了全程定位、井下跟踪系统。在非金属矿领域，非金属矿是直接以矿物应用为主的，对质量稳定性要求特别高。近年来我国非金属矿加工设备自动化程度不断提高，由此带来中国矿产品竞争力的提高，带来金属矿产品白度、粒度、细度等的提高，因为人工控制与机械控制的稳定性是不一样的。

　　第三是矿产加工的精细化。精细化与效率化相辅相成，有的大矿山追求效率化时可能要牺牲精细化，或者说追求效率化的同时可能带来精细化的损失，这也是许多大矿山回采率低的原因之一。当然，也有的矿山在追求效率化的同时精细化做得也不错，如不断追求选矿工艺的优化，提高了选矿回收率；采矿工艺的改进特别是采矿境界的优化，提高了开采回采率。而现在的3D技术和选矿的在线监控等为采、选矿精细化提供了条件。

　　第四是产品的差别化。矿产品的差异化是矿山企业的生存手段，也是矿产品的竞争力所在。如果说我国矿产开发的效率化、自动化、精细化与国外比还走在前列的话，那么差距较大的是矿产品的差别化上。比如膨润土，国外大企业有几十、上百种产品。我们常常是4~5种、几十种产品就了不起了。当然也要看到，在产品差别化方面我国也取得了很大进步。

　　矿产品差别化就是让矿产资源从矿产原料走向材料，在此过程中通过精细化的技术来促进矿产品的差别化。实际上选矿都是利用矿物差异性来进行的。没有差异性，就不可能实现选矿。过去我国矿业科技工作者的关注重点是，不同矿物间差异性，如金属与非金属矿的差异性、金属矿物间的差异性，如铅与锌、铅与石墨。现在，我认为同种矿物的天然不均匀性是实现矿产品差异化利用的一个重要途径，如石墨，我们采集12个矿山的石墨矿石进行试验研究发现，利用石墨矿产的不均匀性可以快速、简便地得到高品质的天然精矿，使整个工艺流程大为缩短。因为石墨要多段磨矿，多段选别，那么减少了磨矿段数，减少了选别次数。

　　五是矿业绿色化。欧洲最早提出矿业要环保、高效、绿色发展，绿色矿业在全球发展得如火如荼。近些年来国内绿色矿业发展较快：一是一些矿山的尾矿吃掉了，废石利用上了，选矿的药剂无毒了，加工的过程对工人更加注意保护了；还有，尾矿外排、水控制更严格了。这都是矿业绿色发展的一个方面。二是矿产品本身要绿色化。三是企业要履行社会责任。

　　新形势需要开发利用技术的新突破

　　在保障资源安全、推进生态文明建设的新要求下，那么我国的矿产资源开发利用技术应围绕哪些方向发展？冯安生认为，一是对生态更加友好的矿山开发利用技术的研发。建设井下采矿、破碎、粗选、尾矿充填一体化工作站和井下选矿厂，解决一大批矿山的原矿石运输与尾矿处置问题。开发井下预选技术和尾矿直接充填技术意义重大，它可以使采选对地面环境的扰动基本消失，尾矿扬尘被彻底解决。这些技术必须配套解决井下尾矿和废弃物处置的环境无害化技术。

　　二是选矿、冶炼厂固体废弃物利用和“城市矿产”循环利用技术需要新的突破。固体废弃物利用和“城市矿产”循环利用既可以实现资源利用，也是对环境的保护。当前，我国一大批冶炼厂的固体废弃物蕴含着具有潜在经济效益的物质，其开发利用技术的突破应引起更多关注。

　　三是环保和节能矿物利用技术的创新。我国正在逐步强制推广建筑材料外保温及中空和真空玻璃节能技术。对一大批非金属矿如高纯石英、高纯石墨、珍珠岩、蛭石、黏土矿物等提出新需求。黏土矿物深加工用于环保，高纯石英、高纯石墨新用途的开发，这些都需要技术的创新。

　　四是是开发高效环保的选矿、冶炼废水利用技术。选矿、冶炼废水的治理与循环利用技术这些年虽然取得了很大的成绩，但仍有巨大的潜力待挖掘。我国部分地区农产品重金属含量超标，选冶废弃物通过废水传递到作物上面已引起国内外重视。因此，选冶废水的治理与利用技术需要更大的进步。

　　五是工艺矿物学需要新的突破。现代测试技术已经从微米尺度深入到纳米尺度，查明不同矿物之间的嵌布嵌镶关系有了新的条件。滑石型钼矿、红柱石矿选矿的突破，就是分别找到了铁矿物与滑石在特定粒度下的嵌布嵌镶关系、铁矿物与云母蛭石之间的嵌布嵌镶关系取得突破的。通过工艺矿物学研究，将解决一大批复杂共伴生矿的综合利用问题，提高其资源综合利用率。

　　六是复杂共伴生矿利用技术。在市场经济条件下，复杂共伴生矿不仅不是负担，有时还是抵御市场风险的财富。如在钼矿价格下跌时，能够综合利用白钨的企业，其效益就好些；铅锌矿如能综合利用伴生萤石，萤石价格的上涨可大幅度抵消铅锌价格下跌对铅锌矿的影响。