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打造具有国际水平的实验室

2016-9-3 17:44:07

实验室圆满完成了《国土资源部多金属矿评价与综合利用重点实验室建设计划任务书》的各项任务,一致同意通过验收。”11月13日,受国土资源部科技与国际合作司委托,中国地质调查局组织有关专家对国土资源部“多金属矿评价与综合利用重点实验室”进行建设验收,并以94.78分的高分一致通过并挂牌。

  从2012年开始建设,短短3年时间,依托单位中国地质调查局郑州综合利用所就顺利完成了国土资源部“多金属矿评价与综合利用重点实验室”的建设验收,其背后的秘诀是什么?该所所长冯安生说:“这是聚全所之智,以创新为动力,瞄准三大研究方向,加强科技攻关的结果。”

  立足国家需求瞄准三大研究方向

  “国土资源部多金属矿评价与综合利用重点实验室”2012年批准建设,建设期2012~2015年。重点实验室定位于资源环境研究领域应用基础研究,主要立足于我国复杂多金属矿资源开发利用,以基础研究和关键技术创新或集成创新为先导,面向国民经济重大工程建设、国家重大科研需求,紧紧围绕多金属矿评价与综合利用这一主题,以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为主要研究方向,开展相关领域的应用基础研究。

  “为了建设好这个重点实验室,我们抽调精兵强将,依托我们所这些年来积累的技术、人才和装备优势,围绕3个研究方向,通过承担国家、省部级及市场开发项目开展相关研究,有力推动了科技进步。”实验室主任、郑州综合利用所副所长郭珍旭表示。

  据了解,重点实验室在共伴生多金属矿资源综合利用研究方面,以提高多金属矿综合利用率为主要目的,进行共伴生多金属矿选冶工艺研究,实现多金属矿资源有效高效利用,强化有益元素的综合回收,争取把有用元素“吃干榨净”,促进成果转化。

  在难选冶多金属矿关键技术及装备研发方面,以难选冶多金属矿为研究对象,开展选冶关键技术、选矿药剂、选冶设备研究和开发。突破地质储量大、代表性强、大宗难利用“呆滞”多金属矿资源利用瓶颈问题,盘活重要矿产资源。主要研究内容有钼钨多金属矿综合利用研究,滑石型钼钨多金属矿(共伴生铁、硫、铼、铜等)、高氧化率钼钨多金属矿(共伴生金、铜等)、高石膏型钼钨多金属矿(共伴生萤石等)、低品位钼钨多金属矿综合利用研究,全国尾矿调查及二次利用研究,并开展全国尾矿分布及特征调查、尾矿综合利用评价指标体系研究。

  “目前,我们主要围绕6种(铜、金、钼、铅、锌、萤石)重要矿产资源尾矿开展调查评价工作,查明在产矿山尾矿堆存量及年度新生成量、共伴生元素等;开展重要矿产尾矿综合利用技术现状调查,为二次资源利用提供基础资料和技术支撑。”冯安生介绍。

  在多金属矿资源开发利用现状调查评价和数据库建设方面,主要是立足国家重大需求,系统地开展多金属矿资源开发利用现状调查评价工作,建成并不断完善以开采回采率、选矿回收率、综合利用率为主要指标的动态“三率”数据库,查明我国主要多金属矿种开发利用“三率”现状,对矿山“三率”开发利用水平进行解读和剖析,分析多金属矿开发利用暴露的问题,探讨我国矿产开发利用取得的主要成绩、存在的问题及今后发展趋势,为国土资源管理提供支撑。主要研究内容有:一是开展多金属矿“三率”综合调查、技术指标汇总和方法研究,国内外现状对比研究,绿色矿山、资源节约与综合利用先进矿山质量管理体系考评办法研究,全国重要多金属矿矿山“三率”综合调查与评价数据库建设与维护等方面的研究。二是系统地开展多金属矿资源开发利用现状调查评价工作,建成并不断完善以开采回采率、选矿回收率、综合利用率为主要指标的动态“三率”数据库,查明我国主要矿种开发利用“三率”现状,对矿山“三率”开发利用水平进行解读和剖析,分析多金属矿开发利用暴露的问题,探讨我国矿产开发利用取得的主要成绩、存在的问题及今后发展趋势,为国土资源管理提供支撑。

  顺应企业需要促进科研成果转化

  既要立足国家重大需求加强科学研究,又要满足矿山企业发展需要推进成果转化,这是郑州综合利用所建设该重点实验室的一大特色。

  “在共伴生多金属矿资源综合利用研究方面,我们重点突出了含金银多金属矿、钽铌多金属矿,以及锂、铀、钍战略矿产方面的研究,有些成果已转化现实生产力,为矿山企业带来了客观的经济、生态和社会效益。”郭珍旭介绍。

  据了解,在含金银多金属矿方面,重点实验室通过承担的国家级支撑科研项目5项、市场开发项目12项,开展了新发现矿产可利用性研究,研制了新型浮选药剂,进行了工艺流程创新,在提高多金属矿综合利用率方面进行了深入研究,多项科研成果进行了转化。尤其是银铅矿选矿综合回收技术研究成果应用效果显著,采用新型浮选药剂和柱式分选技术显著降低了尾矿中银品位,精矿回收率提高3~5%,同时综合回收了伴生的铅,企业年经济效益增加395万元。

  在中低品位伴生银铅矿选矿综合利用技术研究方面,他们针对河南省豫西地区银矿矿石性质复杂、矿石中的铅品位较低、有用矿物嵌布粒度细、矿石氧化程度高、泥化现象严重等状况,采用“新型复配捕收剂低浓度硫化混合浮选”技术工艺,优化了药剂制度,缩短了分选流程,提高了分选指标,同时综合回收伴生铅矿物。洛阳锦桥矿业有限公司依据研究成果技改后,硫化钠用量由1500g/t降至500g/t,捕收剂用量由250g/t降至140g/t,精矿回收率提高5个百分点,同时综合回收伴生铅。企业年生产成本降低33.8万元,年新增利润650万元左右,目前选厂整体运行良好。

  “重点实验室还研发了难处理金矿选矿试验新方法,确定了提高金回收率的工艺流程,即原矿直接浮选,浮选精矿和尾矿分别进行氰化浸出提取成品金,从而最大限度地提高了金回收率。在不增加成本的情况下,选矿金回收率由原来的65%提高到86%以上,提高21%,某企业改造当年,经济效益就增加1089.6万元。”郭珍旭说。

  在钽铌多金属矿方面,重点实验室通过承担国家级支撑项目3项、市场开发项目7项,开展了(含铌、钽、锂、铍、铷、铯、锡,锆、铍、稀土以及长石、石英等)多金属矿综合回收利用研究,研制了新型浮选药剂,对多个新发现多金属矿进行了研究。采用铰刀砂泵强力分散解决了某钽铌多金属砂矿高粘土对分选效果的影响,进行了工艺优化,开展了日处理为1600吨规模的半工业试验,钽铌回收率比原工艺提高30%以上。

  “在锂、铀、钍战略矿产方面,重点实验室通过承担国家级支撑项目3项、市场开发项目5项,开展了深井卤水提锂技术研究,从矿石中提取铀、钍研究,为国家战略性新型矿产资源利用提供了技术支撑。”郭珍旭介绍。

  加强难选冶多金属矿关键技术及装备研发,是重点实验室的又一主攻方向。在钨钼多金属矿方面,他们通过承担国家级支撑项目8项、市场开发项目13项,盘活多个呆滞资源,研发了系列浮选药剂(白钨EP系列浮选捕收剂、氧化钼捕收剂、滑石高效抑制剂、蛇纹石抑制剂、石膏抑制剂)、关键技术(分流磁选、粗细分选等)、高效分选设备(盘式高速分选机、窄级别分级机),其中在滑石型钼多金属矿、高氧化率钼钨多金属矿、高石膏钼钨多金属矿、低品位钼钨多金属矿等都已产业转化。

  据了解,重点实验室通过开展难选滑石型钼多金属矿关键技术及示范工作,盘活栾川上房沟滑石型钼铁矿钼金属储量70.5万吨、伴生铁金属量632万吨、硫256.2万吨,社会经济效益十分明显,在大幅度提高技术指标的同时还解决了矿山生产药剂用量大、成本高、回水利用困难等难题。工业试验完成后,相关企业实现年度利润3073.2万元,企业当年即实现扭亏为盈。目前,该公司决定进行2万吨/日规模矿山建设,已完成项目论证和矿建初步设计工作。

  “滑石型钼多金属矿难利用的原因在于,滑石和辉钼矿可浮性等矿石性质相近,难以分离。”郭珍旭介绍,我们通过加强科技攻关,在工艺矿物学、分级分选提高辉钼矿精矿品位和回收率、辉钼矿选择性捕收剂和滑石抑制剂的研制和应用、高效选矿装备的研制及应用等方向实现了突破。该成套技术及装备申请国内专利7项,已授权2项,获得奖项2项。在东秦岭-大别山钼钨成矿带的栾川上房沟、卢氏夜长坪、汝阳东沟等含有滑石或其它易浮易泥化硅酸盐矿物的钼矿山可大规模推广应用。

  重点实验室在难选氧化钼钨多金属矿综合开发利用方面也获得新的突破。他们通过对氧化钨钼混合浮选技术,钨钼混合浮选EP-12、EP-13系列特效捕收剂研制及应用,“彼得罗夫法”钼钨氧化矿精选工艺,硫化钼精矿氰化浸金技术等关键技术的突破,内蒙额济纳旗流沙山钼钨金多金属矿依托此项技术,建成了国内第一条规模化的氧化钼钨矿高效综合利用生产线,包括1500t/d氧化钼钨矿选矿厂、40t/d细粒粗精矿提取冶金厂、硫化钼精矿氰化提金厂、钨钼铁合金冶炼车间等。目前正在进行2000t/d氧化钼钨矿选矿厂二期工程设计,已带来2000多万元/年的经济效益和显著社会效益。

  与此同时,重点实验室还开展了高石膏难选钼钨多金属矿关键技术及装备研发、低品位钼多金属矿综合利用技术研发及成果应用等。通过对关键技术的突破:卢氏夜长坪钼钨多金属矿,在原矿含钼0.218%,钨0.153%条件下,工业试验取得了钼总回收率72.09%、钨回收率51.09%,硫化钼精矿品位45.90%,钼钨氧化矿精矿钼钨含量30.33%的指标,不仅能使选厂产出合格的硫化钼精矿,而且实现了对氧化钼及白钨的回收。河南省世纪鑫泰矿业有限公司采用他们的新工艺后,企业年增产值3000万元,占主产品钼产值的20%,有效提高了资源储量及利用率,经济效益和社会效应显著。

  “河南光山、商城,安徽金寨等地先后发现大型钼矿,其矿石性质类似,拟建日处理规模3万吨选厂,规模效益得以体现。”郭珍旭说,“因近年来钼价格持续低迷,加强伴生元素综合回收对各钼矿山企业势在必行,有较大的推广应用潜力。”

  此外,重点实验室还加强了尾矿调查,通过承担国家级支撑项目2项,形成全国范围内的铜铅锌金钼萤石在产矿山尾矿综合利用特征数据库,为尾矿中有价金属矿物,非金属矿物的综合利用和整体利用提供基础数据。

  加强多金属矿资源开发利用现状调查评价和数据库建设,是重点实验室的一大重要研究方向。近3年来,重点实验室通过承担国家级科研项目6项、市场项目2项,完成了22个矿种19385个矿山(含油气田)的“三率”调查,绘制了全国22种矿产在产矿山分布图,建设了全国重要矿产矿山数据库,对重点矿山进行了实地核查,取得的数据经过了相关省厅和国家行业协会的认定;研究编写了“矿产资源综合利用技术指标及其计算方法”行业标准,厘定了“三率”涵义,组织研制了18种矿产“三率”指标要求,符合我国矿产开发利用实际,已由国土资源部发布;基本查明了我国主要矿种开发利用“三率”现状,反映了我国重要矿产资源“三率”及利用现状;对比分析了国内外矿产开发利用状况及相关“三率”指标;全面分析了各类矿产“三率”的影响因素,研究探讨了我国矿产开发利用取得的主要成绩和存在的问题,并提出了相关建议。

  “《全国重要矿山“三率”综合调查与评价信息系统》项目设计并建立了全国重要矿山‘三率’调查与评价数据库,数据库结构合理,数据项齐全,数据质量控制措施得力;设计开发了包含全国重要固体矿产资源‘三率’调查报盘软件、全国重要矿产资源‘三率’综合评价软件、全国油气资源‘三率’调查数据采集评价软件、全国重要矿山‘三率’调查与评价GIS展示软件等功能模块的全国重要矿山‘三率’综合调查与评价信息系统;开发建设了全国矿产资源节约与综合利用专项管理数据库及信息分析系统。”冯安生如数家珍地说。

  瞄准国际水平建设一流实验室

  重点实验室解决了我国一批难选冶复杂多金属矿综合利用关键技术难题。这些技术创新成果在实践中得到验证,得到国内同行的认可和推广应用,推动了我国多金属矿领域相关学科发展,与国内同类研究机构和大专院校相比,本实验室的理论和技术研究有更丰富的实践基础,有国内外最大的中试试验基地和产业化试验基地,有国内领先的高层次人才汇聚,有国内一流的成套仪器设备支撑,有丰富的创新性成果产出。郭珍旭介绍,“该实验室是我国多金属矿领域重要的集成技术创新基地,是解决我国重要难选冶矿产资源技术难题的主要依托单位,是我国重要矿产‘三率’综合调查与评价的核心支撑单位。其整体创新能力和成果水平达到国内领先水平,在钨钼难利用多金属矿方面达到国际领先水平。”

三是持续开展重要多金属矿“三率”动态分析评价,探讨我国矿产开发利用取得的主要成绩、存在的问题及发展趋势,为国土资源管理提供支撑。

  “人才是创新的核心。我们要加强人才队伍建设,实验室以现有从事多金属矿开发利用和调查研究人员为基础,重点加强高层次杰出人才的培养和引进。”郭珍旭表示,还要做好管理体制规划,将实验室建设成研究所从事多金属矿评价与综合利用的核心单元,进一步优化实验室的管理体制。建立定量考核制度、绩效奖励制度和人才强化流动制度。进一步完善学术委员会工作机制,充分发挥学术委员会的作用,在国内外合作与交流、人才成长与流动、科研课题的开放运行管理等方面进一步完善制度,做到制度面前人人平等,营造公平竞争环境,促进实验室多出成果、多出人才。