高嶺土、膨潤土等煤系共伴生礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用
煤系共伴生礦產(chǎn)資源是指在煤系地層中與煤共生或伴生的其他礦產(chǎn)或元素,賦存于我國多數煤系地層中,是不可再生的資源。充分發(fā)揮其資源優(yōu)勢,提高其開(kāi)發(fā)、加工及綜合利用水平勢在必行。
一、國內外技術(shù)發(fā)展趨勢
1.采礦技術(shù)
?。?)設備大型化。目前美國已廣泛應用大型液壓鏟作為鏟裝設備,實(shí)現了各工作面間的快速移位。大型輪式裝載機械近年來(lái)主要發(fā)展了礦用汽車(chē),載重量達到了327噸。
?。?)工藝裝備高新化。隨著(zhù)數控計算、全球衛星定位、高速高頻雙向無(wú)限數據通信以及平面顯示等新技術(shù)、新設備的應用,通過(guò)遙控中心監控和監視采礦設備,裝載、運輸和卸載操作將全部實(shí)現自動(dòng)化或遠距離遙控。無(wú)人化開(kāi)采系統、智能礦山已經(jīng)成為發(fā)達國家采礦工業(yè)的發(fā)展方向。
2.選礦技術(shù)
?。?)特殊工藝技術(shù)不斷涌現。盡管許多礦種選礦作業(yè)中的破碎、磨礦、分級濃縮和干燥等過(guò)程的技術(shù)大體已趨成熟,但有些礦種的選礦技術(shù)還需不斷開(kāi)發(fā)完善。針對這些礦種,國內外開(kāi)發(fā)應用新工藝、新技術(shù)及新設備的動(dòng)向正呈現加速之勢,導致特殊選礦工藝技術(shù)不斷涌現。
?。?)選礦設備的研發(fā)不斷取得進(jìn)展。工業(yè)發(fā)達國家為了提高選礦技術(shù)水平,不斷研制和開(kāi)發(fā)新型的選礦設備,在重選、磁選、浮選設備等方面都有了顯著(zhù)的進(jìn)展。當前國內選礦設備研發(fā)的技術(shù)水平也已跨上了新的臺階,取得了一定的進(jìn)展。
?。?)優(yōu)化控制系統正在研發(fā)。上世紀90年代,許多選礦作業(yè)通過(guò)分段應用先進(jìn)技術(shù),選礦廠(chǎng)物流系統大部分設備的起、停實(shí)現了集中自動(dòng)控制,取得了巨大的經(jīng)濟效益。國外礦業(yè)發(fā)達國家正研究開(kāi)發(fā)選礦廠(chǎng)的全廠(chǎng)優(yōu)化控制系統、朝著(zhù)優(yōu)化、自動(dòng)化、方向發(fā)展。
?。?)尾礦開(kāi)發(fā)利用受到重視。一是從尾礦中選出部分有價(jià)值的組分,制造高附加值產(chǎn)品;二是將無(wú)再選價(jià)值的尾礦整體利用,以其為主料制造各種產(chǎn)品。
3.礦物深加工技術(shù)
?。?)超細粉碎及精細分級技術(shù)。該技術(shù)是煤系共伴生礦物最主要的深加工技術(shù)之一,其關(guān)鍵在于設備。在該領(lǐng)域日本、德國、美國、加拿大等國一直處于世界選進(jìn)水平。我國的主要發(fā)展趨勢是:A、分級粒度細、精度高、處理能力大、單位產(chǎn)品能耗低、磨耗小、效率高的精細分級設備將不斷得到開(kāi)發(fā)的應用。B、粉碎極限粒度小、粉碎比和處理能力大、單位產(chǎn)品能耗低、磨耗小、效率高、適用范圍寬或者可用于低熔點(diǎn)、韌性、高硬度、易燃易爆等特殊物料加工的超細粉碎方法和設備將會(huì )得到不斷開(kāi)發(fā)和應用。C、現有的粒度檢測方法和儀器將得到進(jìn)一步完善,料大小和粒度分布自動(dòng)監控技術(shù)將會(huì )得到不斷開(kāi)發(fā)和應用。
?。?)礦物改性技術(shù)。一是改性工藝和設備呈現有斷配套和完善之勢;二是活化劑的開(kāi)發(fā)和攻關(guān)成為重點(diǎn);三是通過(guò)化學(xué)處理、表面和熱處理改性等方式來(lái)改變礦物的理化、表面物理性能和物理性質(zhì)等。
?。?)精細提純技術(shù)。隨著(zhù)航空、航天、電子及高技術(shù)陶瓷等領(lǐng)域對非金屬礦物的提純要求越來(lái)越高,大大地促進(jìn)了礦物微細粒提純技術(shù)的發(fā)展。該技術(shù)將是需要大力發(fā)展的主流技術(shù)。
?。?)煅燒工藝和設備。目前,煅燒工藝和設備已成為我國煤系共伴生礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用的技術(shù)瓶頸,大力開(kāi)發(fā)先進(jìn)的煤系共伴生資源煅燒技術(shù)和大型化設備已成為必然趨勢,并將會(huì )形成一個(gè)巨大市場(chǎng)前景的產(chǎn)業(yè)。
?。?)礦物材料加工技術(shù)。隨著(zhù)信息、新材料、新能源、航空、航天、生化、特種涂料等新興產(chǎn)業(yè)的崛起和環(huán)保產(chǎn)品的發(fā)展,對功能性礦物材料在晶體成分及結構方面的要求越來(lái)越嚴格,但是可直接用作功能材料的天然礦物的數量十分有限。近年來(lái),加工、合成功能性礦物新材料技術(shù)已成為礦物材料加工技術(shù)的主流方向。
二、技術(shù)對策
1.積極建立以企業(yè)為主體,產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合的技術(shù)創(chuàng )新體系,組織關(guān)鍵和重大技術(shù)開(kāi)發(fā),推進(jìn)煤系共伴生礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用科技成果產(chǎn)業(yè)化;積極培育和發(fā)展技術(shù)市場(chǎng),運用市場(chǎng)機制促進(jìn)新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品、新設備的推廣和應用。
2.引導煤系共伴生資源開(kāi)發(fā)利用向高技術(shù)層次轉移,產(chǎn)品向高檔次轉移,改變我國共伴生礦產(chǎn)技術(shù)落后的面貌,扭轉原礦和粗加工產(chǎn)品大量出口而精加工制品大量進(jìn)口的不協(xié)調狀況,努力使深加工技術(shù)朝著(zhù)粒度超細化、質(zhì)量高純化、性能改性化、加工工藝復合化、表面活性化的方向發(fā)展。
3.組織煤系共伴生礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用重大項目示范,選擇具有標志性目標和廣泛推廣前景的先進(jìn)適用技術(shù),組織實(shí)施示范工程項目。重點(diǎn)以煤系高嶺土超細、煅燒、增白、改性為突破口,帶動(dòng)煤系鋁礬土、耐火粘土、膨潤土、硅藻土、硫鐵礦和石墨等資源開(kāi)發(fā)利用的技術(shù)發(fā)展。通過(guò)技術(shù)政策和技術(shù)指南、技術(shù)導向目錄等引導技術(shù)發(fā)展方向和投資方向。
4.抓好基礎工作。
?。?)建立礦物材料基本性能表征和相關(guān)礦物材料數據庫,建立統一的礦物材料表征測試方法和組織領(lǐng)導體系。
?。?)摸清礦物材料成分、結構、性能關(guān)系。
?。?)加強礦物新材料的開(kāi)發(fā)研制工作,包括環(huán)境材料、環(huán)境工程礦物材料、環(huán)境相容礦物材料以及納米礦物材料、礦物復合材料等。
5.加強共伴生礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用社會(huì )中介機構的服務(wù)功能,開(kāi)展技術(shù)咨詢(xún)、服務(wù)活動(dòng),組織技術(shù)交流和培訓。
三、 加快煤系共伴生資源開(kāi)發(fā)利用的建議
1.確立正確的技術(shù)發(fā)展思路
正確的技術(shù)發(fā)展思路是:提高資源利用意識,以市場(chǎng)為導向,依靠技術(shù)進(jìn)步,開(kāi)發(fā)科技含量高、產(chǎn)品附加值高的精加工和深加工產(chǎn)品,不斷擴大應用領(lǐng)域,變資源優(yōu)勢為經(jīng)濟優(yōu)勢。
需重點(diǎn)開(kāi)發(fā)的煤系共伴生礦產(chǎn)資源是:高嶺土,重點(diǎn)發(fā)展造紙涂料級高嶺土、煅燒超細高嶺土及納米級高純細粉產(chǎn)品等;石墨,重點(diǎn)發(fā)展乳劑、碳鎂磚耐火材料及各種碳素制品等;膨潤土,重點(diǎn)發(fā)展鈉基膨潤土,包括球團礦、鉆井泥漿用膨潤土產(chǎn)品、有機膨潤土吸附脫色和化工催化劑載體;硅藻土,重點(diǎn)發(fā)展助濾劑、吸附劑、催化劑載體材料及保溫材料等;耐火粘土,重點(diǎn)發(fā)展高鋁、低鐵熟料,以及耐火粘土用作耐火材料、冶金原料、高鋁水泥原料等。
2.改進(jìn)資源綜合利用管理機制,完善管理體系
?。?)在新建和改擴建項目時(shí),應有經(jīng)濟效益評估、環(huán)境影響評價(jià)報告,還應提出資源綜合開(kāi)發(fā)利用評估報告。還應提出資源綜合開(kāi)發(fā)利用評估報告。對礦產(chǎn)資源要進(jìn)行綜合勘察、評價(jià)、開(kāi)采和利用。在提出主礦產(chǎn)開(kāi)采方案的同時(shí),提出共伴生礦產(chǎn)的回收利用方案。
?。?)項目建設中,共伴生礦產(chǎn)資源綜合利用項目要與主工程同時(shí)設計、同進(jìn)施工、同時(shí)投產(chǎn)。
?。?)加強行業(yè)自律和企業(yè)內部管理,完善基礎性工作,建立煤系共伴生資源利用統計和評價(jià)指標體系,完善產(chǎn)品技術(shù)標準和資源利用核查制度。
?。?)加快形成資源利用產(chǎn)業(yè)鏈,促進(jìn)良性循環(huán)。
3.制定和完善產(chǎn)業(yè)政策,促進(jìn)煤系共伴生礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展
制定和組織實(shí)施煤系共伴生礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用的產(chǎn)業(yè)政策,鼓勵發(fā)展先進(jìn)、高效、經(jīng)濟和市場(chǎng)急需的技術(shù)、工藝和裝備,限制落后的技術(shù)、工藝和裝備,淘汰落后的生產(chǎn)能力、工藝和設備。改造和提升傳統的煤炭采掘業(yè)和共伴生礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè),實(shí)現跨越式發(fā)展。進(jìn)一步制定鼓勵煤系共伴生礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的稅收政策,頒布資源開(kāi)發(fā)利用目錄并加強政策落實(shí)工作,建立共伴生礦產(chǎn)資源專(zhuān)項資金,重點(diǎn)支持共伴生資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
4.加大資源綜合利用投資和技術(shù)改造的力度
對于明顯屬于我國優(yōu)勢的共伴生資源利用項目,應列入國家基本建設和技術(shù)改造投資渠道,走少投入、多產(chǎn)出、高效益的發(fā)展道路。當前,一是加快產(chǎn)品結構調整,發(fā)展 煤系共伴生礦產(chǎn)深加工產(chǎn)品,做到高起點(diǎn)、高技術(shù)、高投入;二是加快技術(shù)進(jìn)步,提高技術(shù)開(kāi)發(fā)能力,提高產(chǎn)品質(zhì)量和檔次;三是加快建立一套與國際市場(chǎng)接軌的外貿出口體制,四是加快信息網(wǎng)絡(luò )建設,及時(shí)掌握國際信息,以便應付市場(chǎng)變化;五是加快礦產(chǎn)品和材料制品標準制定,與國際標準接軌;六是加快市場(chǎng)培育和現行產(chǎn)品的更新?lián)Q代。
5.拓展國際交流會(huì )與合作,加強煤系共伴生礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展能力
要積極學(xué)習、借鑒國外開(kāi)發(fā)利用共伴生礦產(chǎn)資源,包括非礦資源的經(jīng)驗和做法,不斷提高我國自身的技術(shù)水平和管理水平。通過(guò)各種形式,高起點(diǎn)地引進(jìn)國外技術(shù)設備,做到引進(jìn)、消化吸收、創(chuàng )新的有機結合,促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步及產(chǎn)品的升級換代,形成具有自主知識產(chǎn)權核心技術(shù)和主導產(chǎn)品,建立有利于引進(jìn)技術(shù)和裝備國產(chǎn)化的政策管理體系、資金支持體系和質(zhì)量保證體系。建立我國自己的共伴生礦產(chǎn)骨干企業(yè),掌握核心技術(shù),占領(lǐng)技術(shù)制高點(diǎn),發(fā)揮先導作用,使煤系共伴生礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展能力不斷得到提升。