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旋流喷射浮选技术将使中国镍都上亿吨尾矿死而复生
2016-12-19 | 作者: 李平 | 来源: 中国矿业报 | 【 】【打印】【关闭

  甘肃金昌,以中国镍都著称。

  2016年12月16日,金川公司与宾隆矿业正式签署尾矿再选合作框架协议

  金昌以金川公司而闻名。金川集团股份有限公司是全球知名的采、选、冶配套的特大型有色冶金和化工联合企业,是中国最大的镍钴铂族金属生产企业和中国第三大铜生产企业。这样的名头,为这个河西走廊的戈壁城市增添了无穷的魅力。

  金川集团股份有限公司选矿厂目前日处理规模为29000吨,每年增加含铜镍尾矿量750万吨;随着矿业开发的不断深入,金川不可避免地会产生大量的尾矿,在日积月累的堆积中,像山一样傲然耸立,在河西走廊这块平坦的地带,形成了一道说不上美丽的景观。据统计,历经50多年的矿山开发,金川公司已有约1.2亿吨的铜镍尾矿堆存于新老三个尾矿库中。

  根据一般的定义,尾矿通常是指矿山选矿后,在当时技术经济条件下不宜再分选回收的固体废弃物。中国国土资源经济研究院发布的《中国矿产资源节约与综合利用报告(2015)》显示,全国现有2000多座金属矿山尾矿库,存有尾矿约60亿吨,每年新增排放固体废弃物约3亿吨,而平均利用率只有8.3%。

  “尾矿是放错位置的宝藏”。这样的说法,还原了尾矿最公平的定位。

  随着科技的进步,将那些过去无法回收的矿物和有价元素分选出来,已逐渐变成现实。记者了解到,由金川集团股份有限公司、北京宾隆矿业新技术开发有限公司和北京有色金属研究总院共同开展的“旋流喷射浮选柱回收金川尾矿中镍铜及铂族元素工业试验”项目,获得了巨大成功,实现了资源的最大化和高效化利用。

  12月16日,金川集团与宾隆矿业正式签署尾矿开发合作协议,项目规划总投资达15亿元人民币。业内人士称,这是我国资源开发领域的一大突破,这不仅使得沉睡于金川尾矿中的资源得以释放,同时也将为推进我国尾矿再选和低品位伴生矿的资源回收建立可供参考的示范。

  我国尾矿综合利用率偏低

  随着我国矿产资源开采品位的不断降低,使得国内尾矿排放量越来越多,以铜矿为例,截至2014年底,其尾矿排放总量近30亿吨。尾矿的大量排放不仅成为生态环境的重要污染源,而且占用大量土地资源、危害生命财产安全,诸多问题越来越受到社会各界的广泛关注。

  数据显示,我国现有的金属矿山目前综合利用搞得比较好的国有矿山仅占30%左右,部分进行综合利用的国有矿山为25%左右,完全没有进行综合利用的占45%。全国有20万个集体、个体矿山基本上不搞综合利用。这样就导致大量的有价资源,被当做废物,直接排入了尾矿库中。

  我国作为发展中大国,矿产资源供应总量的大幅提高仍难以满足经济快速发展的需求。更为严重的是,全球政治经济格局深刻变化和全球资源竞争日趋激烈,导致了利用国外资源的难度增加。所以,在工业化过程中,必须通过矿产资源节约与综合利用,来改善和缓解供需矛盾。

  但是,就目前而言,我国矿产资源综合利用工作与发达国家和地区相比,仍存在着很大差距,主要表现为:一部分企业和地方对矿产资源节约与综合利用意识不强,积极性不高;综合利用优惠政策不到位,对矿床中共(伴)生组分勘查、综合评价不够,工业部门利用矿物有用组分单一。

  其次,综合利用矿山比例低,众多中小矿山综合利用水平更低,共生、伴生有用组分利用指数低,有用组分回收少;适用于我国资源特点的综合利用技术欠缺;综合利用所得产品科技含量和附加值低,效益不佳等。

  上述问题的存在,导致了矿产资源的大量闲置和浪费。因此,加强尾矿资源的综合利用,是不得不为的选择。

  记者调查得知,我国尾矿资源综合利用发展很不平衡,即使开展了尾矿资源综合利用的矿山,其综合利用水平差异也是很大,总体出现了“两个大头”:一是未开展尾矿资源综合利用的矿山占“大头”;二是综合利用率低的矿山占“大头”。

  资料显示,我国矿产资源80%为共伴生矿,但受经济、技术条件以及管理体制所限,在较长的一段历史时间内,我国对矿产资源的综合利用缺乏足够的认识,只偏重于数量增长,而忽视资源的合理开发和综合利用,采取了以牺牲环境为代价的经济发展模式。

  数据表明,目前,我国共伴生矿产资源的综合利用率不到20%,矿产资源总回收率只有30%,与国外先进国家差距较大;只有10%的国有矿山企业开展了资源的综合利用,其中只有2%的矿山综合回收率达70%以上,75%的矿山资源综合利用率都低于25%,资源浪费相当惊人。

  资料显示,目前发达国家从废弃物中回收的金属占当年金属产量的比例分别为:金15.9%、银42.7%、铜28%、铅50%、锌28%、锡20%等。

  从现实的角度看,我国尾矿资源综合利用依然任重道远。当然,这其中既有技术因素,也有人为因素,但人为忽视因素依然是资源浪费的主导。

  宾隆尾矿再选设备和技术享誉中外

  宾隆矿业是国内一家专门从事尾矿再选技术和低品位原矿难选矿物回收技术的开发型企业,是我国尾矿开发和低品位矿物回收领域的一枝独秀,目前已在国内外同行业中享有盛名。

  近年来,我国对尾矿资源的综合利用相当重视,2010年,工信部、科技部、国土资源部和国家安监总局等组织编制了《金属尾矿综合利用专项规划(2010~2015)》。《规划》明确表示,做好尾矿的综合利用是落实科学发展观,统筹人与自然和谐发展,发展生态文明,建设资源节约型、环境友好型社会的具体表现。

  实际上,早在本世纪初,作为北京宾隆矿业新技术开发有限公司法人代表的李宾,就看到了尾矿资源综合利用和低品位原矿难选矿物回收领域的前景,在他看来,再选设备和技术是制约我国尾矿资源回收和低品位原矿难选矿物回收的一大瓶颈。

  宾隆矿业一直致力于尾矿再选和低品位原矿回收设备和技术的研究,2000-2003年,宾隆矿业采用旋流喷射浮选设备在内蒙古包头进行稀土尾矿生产,共回收5000吨稀土;2002-2005年,在甘肃白银集团进行铅锌尾矿再综合利用,共回收6000多吨铅锌金属。

  而当时,我国的尾矿资源回收利用才刚刚起步不久,宾隆矿业的这项技术,立刻引起了矿产资源最高管理机关和业内专家的高度关注,业内对这样的高富集比、高回收率也感到相当震惊。

  2004年12月22日,国土资源部首次在北京为北京宾隆矿业新技术开发有限公司自主研发的旋流喷射浮选设备举行科研成果鉴定会。专家们在听取了项目汇报和答疑后认为,在相同药剂条件下,旋流喷射浮选柱在处理细粒级矿物时较浮选机有明显的优势,特别是处理微细粒级在19微米以下至3微米以上的矿物,该设备具有高效、节能、低成本等优点;是回收矿产资源的新型、高效浮选设备。

  据了解,《旋流喷射浮选机(柱)回收尾矿资源的研究与应用》 项目是由国土资源部矿产开发司、国际合作与科技司下达,由北京宾隆矿业新技术开发有限公司和北京有色金属研究院共同完成的。

  专家认为,该项成果用于回收尾矿资源,其设备及配套工艺创新研究的总体技术达到了国际先进水平,具有普遍推广应用价值。

  2005年6月,宾隆矿业自主研发、拥有独立发明专利的旋流喷射浮选机(柱),获科技部、商务部,国家质监总局、环保部联合颁发的国家重点新产品证书。

  记者了解到,该技术随后分别在智利、秘鲁等主要矿业主产国获得外观发明专利。

  这意味着,宾隆矿业的旋流喷射浮选设备和技术,已经获得国家相关部门和国际科技界的高度认可,对我国原矿和尾矿资源回收具有划时代的意义。

  开启金川尾矿二次开发的钥匙

  金川镍矿是世界上著名的大型多金属共生矿床,其中仅铂族金属的储量就居世界之冠。过去镍的采选冶回收率仅50%左右,大量伴生的有价金属没有回收而进入尾矿,如果想办法将那些流入尾矿的有价金属提取,其价值是相当惊人的。

  实际上,早在2002年,宾隆矿业就开始与金川集团展开了微细粒尾矿再选试验合作,从而开启了金川尾矿二次开发的钥匙。

  尽管尾矿中存在的较大的利用价值为大家所熟知,但是,在技术方面,国家在尾矿综合利用的前瞻性技术开发方面投入不足,企业缺少投资开发尾矿综合利用重大关键技术的动力和积极性,导致大多数尾矿综合利用工艺只停留在简单易行的技术上,缺乏能够使尾矿高效利用和大宗高值利用的原创性技术研发。

  随着矿产资源的日益贫、细、杂化,近年来国内外微细粒浮选设备研究取得了长足的进步,浮选技术也随之上了一个新台阶,浮选粒级突破了常规浮选机所能捕收的范围,使微细粒贫矿的开发和尾矿综合利用成为现实。

  经过多年的实践,宾隆矿业在微细粒浮选设备研究上取得了较大进展,在微细粒级有用矿物回收上已经获得重大突破。从当前的情况看,宾隆矿业的旋流喷射浮选设备和技术,无论是原矿浮选,还是尾矿资源回收领域,无疑都是佼佼者。

  记者了解到,这些年来,宾隆矿业联合北京有色金属研究院生物冶金国家实验室,在内蒙古包头稀土矿、广西大厂锡矿、甘肃白银铅锌矿等地进行工业生产,取得了巨大的经济效益和社会效益,回收了大量金属,为我国发展循环经济,促进资源综合利用,贡献了一份力量。目前,宾隆矿业正在进行的半工业试验项目有:智利铜钼矿原矿提取,南非glencore和tharisa白金矿回收试验效果也非常理想。

  2011年,工业和信息化部、科学技术部、国家安全生产监督管理总局联合编制的《金属尾矿综合利用先进适用技术目录》,宾隆矿业自主研发的旋流喷射浮选柱,作为金属尾矿综合利用先进适用技术,被收入该目录当中。

  金川铜镍硫化物多金属矿床是世界第三大硫化镍矿床,是我国最大的镍钴生产基地。金川集团公司选矿生产采用浮选工艺,自从1963 年投产至今,历经50多年开发利用,金川已有约1.2亿吨的尾矿堆存于新老三个尾矿库中,据初步测算,其中镍和铜平均含量分别达到0.22%和0.19%,尾矿中镍和铜金属量累计分别超过20万吨;目前金川集团选矿厂29000吨/日规模,年排尾矿量将达到700万至800万吨,含镍和铜金属各约16000吨以上,是可供二次开发利用的宝贵资源。

  通过研究寻找一种可行的技术方案对这部分资源加以回收利用,不仅可以缓解金川公司原料不足的境况,还可带来相当可观的经济效益,同时对于贫矿资源的开发利用和金川公司的资源控制战略也具有重要意义。

  正是基于这样的目的,宾隆矿业、北京有色金属研究总院生物冶金国家工程实验室于2002年至2013年与金川集团开展合作,开展微细粒尾矿再选工业试验工作,得到了金川集团股份有限公司的大力支持。

  镍都亿吨尾矿将死而复生

  金川集团是我国最早确定的资源综合利用基地之一,除了生产主金属镍占国内市场80%以上,铜占国内市场15%之外,副产品钴占国内市场的44%,此外,其副产品还有金、银、铂、钯、锇、铱、钌、铑、硫磺和硒等。据了解,金川集团74微米以下颗粒的尾砂占到全部尾砂量的75%,这是极其难以选别的粒级。

  为此,2010年至2012年金川公司、宾隆矿业和北京有色金属研究总院共同开展“旋流喷射浮选柱提高金川尾矿资源铂族镍铜回收率工业试验”项目,经过不断的技术改进和设备改造升级,以及多轮的指标测试,取得了巨大成功,大大提高了尾矿资源回收率。

  项目针对金川镍钴铜尾矿资源特点,开展镍钴铜尾矿旋流喷射浮选-浮选精矿生物搅拌浸出关键技术攻关,攻克了镍钴铜尾矿回收利用率低的技术瓶颈,形成了具有自主知识产权的镍钴铜尾矿选冶联合关键技术与装备,对建立金川尾矿资源综合利用万吨级工业生产线,实现金川有色金属(国家级)基地低碳循环发展奠定了基础。

  业内人士表示,这项技术的突破,不仅使长期滞留于金川尾矿中的资源得以释放,也将使金川矿区大量的贫矿资源得以激活开采,有效地增加了金川的资源控制量。

  为加快尾矿综合利用先进适用技术的推广应用,提高尾矿综合利用技术水平,充分发挥示范工程典型带动作用,2014年1月,工信部、国家安监总局决定组织实施一批尾矿综合利用示范工程,经论证遴选,金川集团作为首批骨干企业位列其中。

  作为全球知名的集采、选、冶一体的特大型有色冶金和化工联合企业,金川集团被确定为首批尾矿资源综合利用示范企业,是理所当然的事。

  12月16日,金川集团与宾隆矿业正式签署尾矿合作开发协议,这是资源与技术的完美结合,必将成为我国尾矿资源开发的样板,

  资料显示,金属镍在近代工业技术中发挥有重要作用,具有重要经济地位。世界上可开采的陆地镍资源有两类,一类是硫化镍矿,另一类是氧化镍矿(红土镍矿),其中红土镍矿约占总量的 70%左右,硫化镍矿约占30%左右。

  我国的镍资源以硫化镍矿为主,经过多年采掘,镍资源日趋紧缺,矿山开采深度日益 加深,开采难度也日益加大,到本世纪中期我国现有镍矿资源形势将十分严峻。一方面,矿产资源日益减少;另一方面,金属矿山尾矿数量巨大,由于受当时生产技术、经济等条件的限制,尾矿中往往还含有相当可观的有价金属,是丰富的二次资源。

  加强对金属矿山尾矿的综合回收利用,不但可以回收有价金属,实现企业内部的增产增效,还可以解决尾矿大量堆存引发的环境问题。而且,矿山尾矿通常堆存于地表,适于露天开采,采矿成本低。因此,尾矿中有价金属的回收受到人们越来越多的关注。

  金川集团与宾隆矿业的全面合作,将使金川亿吨沉睡的尾矿死而复生。

  

  宾隆矿业总经理李宾(左)与金川公司选矿厂厂长王玛斗(右)互致合作成功

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