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为矿业高质量发展提供技术支撑

——自然资源部中国地质调查局郑州矿产综合利用研究所跨越发展纪实

2018-10-17 14:33:11 来源:中国矿业报社 本报记者:吴启华 整理

加强矿产资源节约与综合利用,对全面提高矿产资源开发利用效率和水平,加快转变矿业发展方式,提高资源保障能力,具有重要意义。改革开放以来,我国矿产资源节约与综合利用成绩显著,已成为有效缓解资源短缺、减少环境污染、促进节能减排的重要途径,对保障经济社会可持续发展作出了重大贡献。

自1978年成立以来,自然资源部中国地质调查局郑州矿产综合利用研究所在支撑国家矿产资源管理决策,保障国家经济建设资源需求,创新实现矿产资源节约集约与综合利用等方面取得了不凡的成绩。从这个研究所的发展历程和取得的成就便可窥见整个行业的科技发展水平。

Strengthening mineral resources saving and comprehensive using have a great significance to improve the utilization efficiency of mineral resources development and level, speed up the mining development mode, and improve the ability of resource security。Since the reform and opening-up, China has made remarkable achievements in the conservation and comprehensive utilization of mineral resources, which has became an important way to effectively alleviate resource shortage, reduce environmental pollution, promote energy conservation and emission reduction, which has made significant contributions to the sustainable economic and social development。

Since it’s establishment in 1978, Ministry of natural resources of the People’s Republic of China geological survey Zhengzhou institute of comprehensive utilization of mineral resources has got notable achievement in supporting the country's decision-making on mineral resources management, safe guarding the country's economic construction resource requirements and the innovation to realize the economical and innovative realizing the conservation, intensification and comprehensive utilization of mineral resources。From the development course and achievements of this institute, we can detect the technological development level of the whole industry。

矿产资源是经济社会发展的重要物质基础和生态环境的构成要素。近年来,在技术进步和利好政策的助推下,我国矿产资源节约和高效利用水平明显提高,矿产资源节约与综合利用后劲增强,矿产资源综合利用效率显著提升。这将有利于加快转变矿业发展方式,提高矿产资源保障能力,维护资源和生态安全。

这其中,科研机构的力量不容小觑。自然资源部中国地质调查局郑州矿产综合利用研究所(简称“郑州综合利用所”)就是这样一家科研机构。

速溶硫酸钾开发中间试验现场

自1978年成立以来,郑州综合利用所在支撑国家矿产资源管理决策,保障国家经济建设资源需求,创新实现矿产资源节约集约与综合利用等方面取得了不凡的成绩。近年来,根据社会与经济发展的需求,郑州综合利用所的主攻方向实现了调整和拓展,除了开展矿产综合利用高效利用、综合利用、循环利用基础研究和技术创新示范,开展矿产资源开发利用水平及开发利用效率评价,开展矿产资源区域调查、矿产勘查及可利用性评价、大型矿产资源基地资源环境综合地质调查与评价等外,还可承担金属、非金属矿产资源和海洋、深部矿产资源及非传统矿产资源可利用性调查评价,矿山和重要城市生态地质环境调查评价,新材料资源调查与评价等任务。

为创新搭好科研平台

科技创新需要有科研平台支撑,才能出更多成果。四十年来,郑州综合利用所先后建成国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心、自然资源部郑州矿产资源利用评价中心、自然资源部多金属矿评价与综合利用重点实验室、自然资源部矿产资源综合利用野外试验基地、河南省黄金资源综合利用重点实验室、郑州市吸附催化重点实验室等6个科技创新平台。

国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心于1992年成立,1995年顺利通过国家科技委员会验收。该中心围绕国家资源、环保等领域的重大、前沿科学问题和共性关键技术,开展提高矿产资源综合利用率、提高矿产资源价值及加强非金属矿保护与利用等技术支撑体系建设研究,结合高水平人才的培养、高层次学术交流与行业技术服务基地的建设,发展成为非金属矿加工利用的技术创新基地、科技成果的辐射源、科技成果转化的加速器。目前,该中心综合研究能力跻身国内非金属矿行业一流研究机构行列。

多金属矿评价与综合利用重点实验室通过验收

矿产资源综合利用野外试验基地是原国土资源部2011年第一批命名和建设的野外科学观测研究基地,是在矿业领域具有一定通用性的科技成果转化半工业试验及工业试验基地,可广泛开展金属矿综合利用、非金属矿综合利用、尾矿综合利用的技术研究及成果孵化。在过去5年里,基地针对我国矿产资源综合利用率低、技术不够突出、尾矿和废渣等二次资源综合利用不足等问题,承担了多项国家重大研究课题,系统研发了无氟弱酸条件下长石石英浮选分离、钾长石差异化选别、智能光电拣选、尾矿干排等成套具有自主知识产权的关键技术及装备,为同类非金属矿产资源的高效开发利用提供了技术准备。

自然资源部多金属矿评价与综合利用重点实验室于2012年获批建设,2015年通过验收。面对我国复杂多金属矿资源开发利用难的问题,重点实验室围绕共伴生多金属矿资源综合利用、难选冶多金属矿关键技术及装备研发、多金属矿利用现状调查评价及数据库建设,开展了基础研究和关键技术创新,解决了一批难选冶复杂多金属矿综合利用关键技术难题,为我国重要难选冶矿产资源技术难题攻克和重要矿产“三率”综合调查与评价提供了技术支撑。

全国国土资源标准化技术委员会矿产资源节约集约利用分技术委员会秘书处也挂靠在郑州综合利用所运行。全国国土资源标准化技术委员会矿产资源节约集约利用分技术委员会(SAC/TC93/SC9)成立于2011年1月,由资源管理部门、矿业研究院所、设计单位、矿业院校、矿山企业等领域的29位专家组成。截至2018年7月,该委员会已审查发布《矿产资源综合利用技术指标及其计算方法》、《非金属矿行业绿色矿山建设规范》等标准10余项。目前,该委员会还组织承担了国家重点研发计划“国家质量基础的共性技术研究与应用”(NQI)专项中6项国家标准研究工作;计划开展12项本领域标准研究制定。

科技创新成果层出不穷

数十年来,郑州综合利用所紧跟国家战略部署和市场需求,坚持用创新理念武装头脑、用创新思维驱动发展、用创新供给侧新技术支撑行业发展,紧密围绕矿产资源综合利用技术研发这一核心方向,在金属矿和非金属矿物分选提纯、非金属矿物材料加工、矿产资源综合利用标准化体系建设、高效分选加工装备、盐卤资源的开发利用、岩矿鉴定、矿物元素分析等方面组织开展科学技术攻关,大力推进基础理论、资源综合利用关键技术方法和装备研发等自主创新,在解决难选冶、低品位、共伴生矿产资源综合利用领域取得一批具有国内领先水平的科技创新成果,为我国地质调查事业发展和矿业行业的技术进步提供了重要技术支撑。截至目前,郑州综合利用所共研发了1000余项关键技术,获授权国家专利94项,获各类奖励68项。

金属矿选冶新技术提升资源利用效率。通过多年持续攻关,郑州综合利用所在难选钼矿、铜铅锌多金属矿、钽铌稀有多金属矿、难处理铁矿、金矿等方面取得了一批创新性技术成果,若干技术达国际领先水平。比如,该所研发的难选滑石型钼矿粗细分选新工艺、高效捕收剂和滑石抑制剂进行了工业应用,在河南栾川建成了日处理850t规模的工业化生产线,成功解决了滑石型钼矿有效分选这一世界性技术难题,使我国5。2亿吨的滑石型钼矿有效利用。又如,针对我国不同地区铜矿资源禀赋特性,该所开展了黑龙江多宝山岩型铜钼矿、西藏驱龙铜矿、河南洛宁等铜钼多金属矿的综合利用研究,研究出了适宜的工艺流程,在回收铜、钼的同时,综合回收了其中共伴生的铅、银、金等有价元素,为现场工艺流程的改造提供了技术支撑。再如,针对我国“贫细杂”磁铁矿资源的利用,该所研发出了具有国际领先水平的磁场筛选法技术及其装备,目前已在国内的30多家铁矿企业推广应用(80余台),并推广应用到南美等地区。

非金属矿资源综合利用技术成效显著。比如,该所在国内最早系统研究了“三石”(蓝晶石、红柱石和夕线石)矿物的分选技术,研发出了干式磁选“集合体”抛尾、重介质预选、分级选别、自然pH值条件下对细粒蓝晶石矿的浮选等新技术,其加工新技术研究成果辐射全国,先后在国内20多个矿山建起了以新技术为支持的选矿加工企业。又如,该所开展难选萤石矿选矿技术研究,研发出了中矿顺序返回闭路、粗精矿再磨中矿顺序返回闭路、高品位中矿混合再磨返回闭路新工艺技术,该成果并在阳丰瑞氟业有限公司选厂示范应用,在磨矿细度-0.074mm含量58%的条件下,经过一次粗选、一次扫选、六次精选,中矿顺序返回,最终能够获得CaF2品位为97.60%、CaF2回收率为85.01%的萤石精矿产品,相比早前,萤石回收率提高了10个百分点,该工艺获授权国家发明专利。

盐卤资源利用新技术为锂盐工业发展打下基础。该所盐湖资源的开发利用成果非常显著,成功进行了世界上3个百万吨超大型锂资源盐湖之一的西藏扎布耶盐湖利用工艺及中间试验,研发出混盐进行选矿、化工提纯等工艺,综合回收了其中的锂、硼、钾等资源,并制得了碳酸锂产品,为该资源的评价和工业化开发利用及实现我国锂盐工业战略结构调整打下了坚实基础。对江陵凹陷含钾卤水进行了可利用性技术研究,采用蒸发-冷却工艺、空气吹出法等技术,综合回收了其中的钠、钾、碘、硼、溴、钠、钾、锂,使元素得到最大化的回收利用,该研究的实施极大缓解了当前我国钾资源、锂、碘、溴等资源紧缺局面。

地质和矿山环境调查取得新发现。比如,“河南登封-新密地区中低品位铝土矿地质调查及可利用性研究”项目,在河南省中部地区首次发现了堆积型铝土矿,大致查明了堆积型铝土矿的分布范围、赋存状态、矿石质量等特征,并圈定了堆积型铝土矿找矿靶区3处;对方山找矿靶区堆积型铝土矿预测了资源量,共求得堆积型铝土矿资源量113.34万吨,为河南省其他地区寻找同类矿床提供了依据。又如,“黑龙江多宝山铜矿集中开采区地质环境调查”项目,对黑龙江多宝山铜矿集中开采区开展了详细的地质环境调查,查清了矿集区内主要的矿山地质环境问题,查明了区内水土环境重金属污染现状,评价了矿业活动对土壤、水、农作物的影响以及土壤重金属潜在生态危害评价,并进行矿业活动对土壤重金属累积效应研究,研究了重金属元素在土壤中的聚焦、变化规律和发展趋势,核算了多宝山铜矿恢复治理成本,提出了矿山地质环境治理与防护建议和地质环境损害补偿对策及建议,为铜矿集中开采区地质环境恢复治理措施的制定与实施提供了依据;在项目实施过程中,在工作区南部新发现富锶矿泉水水源地,并开展了调查评价,为地方发展富锶矿泉产业,振兴当地经济、改善民生、开发生态旅游提供了基础支持。

全国重要矿产资源“三率”调查评价主要成果

标准化体系建设服务矿产开发

近年来,相关法律、规划及政策发布,助推资源高效清洁利用和矿业转型升级。《全国矿产资源规划(2016-2020年)》等进一步明确了推进生态文明建设的战略部署。《矿产资源全面节约和高效利用的意见》、《矿产资源开发利用水平调查评估制度工作方案》等突出资源节约集约利用和矿业发展方式转变。《矿产资源全面节约和高效利用的意见》提出,健全标准规范体系。进一步完善矿产资源勘查、开采、选矿技术标准规范体系,加强培训和执行效果跟踪评估。健全完善矿产资源品级标准,推进矿产资源优质优用、分级利用和循环利用。鼓励行业协会、矿山企业和科研单位组织参与标准编制,推动关键技术和成套技术研究成果转化为国家、行业标准。郑州综合利用所发挥专业优势在标准化体系建设方面贡献突出,并通过标准化体系建设服务矿产开发。

重要矿产资源综合利用标准化体系研究。该所研究编制出矿产综合利用基本名词术语草稿,涉及通用术语和地质勘查、采矿、选矿、冶炼阶段有关综合利用的名词术语;研究编制出《矿产资源开发利用方案编写内容要求》;研究编制出《矿产综合利用试验一般要求》;研究编制出矿产技术经济评价一般性导则;研究编制出重要矿产资源综合利用中固体废弃物的要求。

矿产资源概略性评价规范研究。该所通过对国内外矿产资源概略性评价典型案例研究和国内矿产资源开发利用技术经济实况调研,编制了矿产资源概略性技术经济评价规范草案,提交了铁、铜、铝、铅、锌、锰、镍、钨、锡、钾盐、金11种矿产资源概略性评价技术、经济、环境方面的参考资料和数据,供矿产资源概略性评价时参考选取相应的技术、经济和环境指标。

选矿试验样品采集与矿石质量评价技术要求研究。该所制定了地质勘查阶段矿石质量评价过程中,选冶试验样品采集、制备和矿石选冶试验研究基本技术要求,工艺矿物学样品采集、制备和工艺矿物学研究基本技术要求,对矿石选冶加工性能试验程度进行规定。

全国矿产资源“三率”及开发水平调查研究。该所首次全面查明我国主要矿产开发利用“三率”现状,并通过数据挖掘分析,编写《重要矿产资源开发利用情况通报》,实现了矿山数据及时汇聚更新,提高了矿产开发利用水平调查可靠性和时效性;建成了全国重要矿山“三率”数据库,涵盖全国20230个矿山(油气田),数据项包括矿山企业共伴生矿利用、能耗、水耗等120多项矿山数据,该数据库软件荣获国家软件著作权;制定了行业标准《矿产资源“三率”技术指标及其计算方法》及重要矿产“三率”指标要求,原国土资源部已发布五批共33个矿种的“三率”最低指标要求,涵盖能源矿产、有色金属矿产、黑色金属矿产、非金属矿产等,基本构建形成了重要矿种的“三率”指标体系。该研究成果为我国矿产资源开发利用管理提供了有效支撑。

全国尾矿调查评价研究。该所调查了我国1500余个尾矿库,取得一些新认识。第一,部分尾矿可作为潜在的资源,初步统计分析有60余个尾矿库中有价元素(矿物)达到或者接近工业品位,具有综合利用潜力,涉及尾矿量达1.8亿吨。第二,部分尾矿可直接作为资源进行利用,有10余个尾矿库中石榴子石含量高达50%以上,河南栾川地区部分尾矿库中白钨含量达到工业品位,部分调查区域的尾矿库中金含量高达1-3g/t,可直接利用。第三,大部分尾矿可作为建筑材料或用作其它用途,许多尾矿的矿物组成主要是石英、钾长石、钠长石、高岭石,可以直接作为建筑陶粒、微晶玻璃、发泡陶瓷等;部分无重金属离子的尾矿可以作为农田改良剂。第四,初步建立了我国矿山尾矿综合利用特征数据库。

人才队伍建设初显成效

人才是最活跃的要素,是决定事业成败和国家兴衰的最根本的要素。地质矿业科技人才队伍建设是地质矿业事业改革发展的关键要素。高度重视人才培养和队伍建设,是郑州综合利用所成功的决定性因素。这支优秀的科技创新人才队伍,立足于矿产资源综合利用的实践,将工艺技术研发与成果转化应用相结合,不仅开辟了自身可持续发展的康庄大道,而且有效支撑了矿业高质量发展、自然资源管理、生态文明建设,成为了矿产资源综合利用领域独具魅力的尖兵。

截至目前,郑州综合利用所在编人员143人。其中,博士13人、硕士67人、大学本科37人、大学专科14人,硕士以上占比56%,大学本科以上占比82%,高学历人员明显增加;专业技术岗位人员106人,占职工总数的74%;高级职称技术人员48人、中级职称技术人员41人。目前,该所拥有国家高技术研究发展计划(863计划)资源环境领域主题专家组专家1人、国务院政府特殊津贴11人、国家注册咨询工程师5人、中央国家机关会计领军人才1人,河南省优秀专家3人、河南省学术技术带头人1人,原国土资源部百名跨世纪科技人才1人、原国土资源部百人计划1人、第一批原国土资源部杰出青年科技人才3人、第一批原国土资源部科技创新团队1个,中国地质调查局优秀地质人才2人,郑州市科技创新创业骨干人才1人。

围绕主要业务,该所团队建设有声有色,形成了多金属矿评价与综合利用创新团队、盐卤资源综合利用团队、“三率”综合调查评价团队、生态地质调查团队、工艺矿物学研究及检测方法标准制定团队、矿物材料制备及性能评价团队、矿产资源选冶装备研发团队等,为矿产综合利用事业持续发展提供了必要的人智保障。□

网站编辑:宫莉

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