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釩鈦磁鐵礦技術(shù)創(chuàng)新現(xiàn)狀范文

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釩鈦磁鐵礦技術(shù)創(chuàng)新現(xiàn)狀

近年來市場整體處于低迷期,預(yù)計未來較長的一個時間內(nèi)市場仍會在低谷徘徊。前幾年黑色金屬、有色金屬高價位態(tài)勢下礦山企業(yè)的管理生態(tài),目前已經(jīng)發(fā)生了較大變化。適應(yīng)市場規(guī)律,尋求市場低迷期的生存、發(fā)展途徑,技術(shù)創(chuàng)新必不可少。

一、自主創(chuàng)新總體情況

1.地質(zhì)方面釩鈦磁鐵礦中的釩和鈦是非常重要的戰(zhàn)略金屬,國內(nèi)以攀枝花地區(qū)為代表的釩鈦磁鐵礦,國家從上世紀(jì)60年代就投入大量的人力、資金,從事地質(zhì)探礦及研究、實驗工作,已經(jīng)取得較為明顯的成果。陜西洋縣釩鈦磁鐵礦有限責(zé)任公司(以下簡稱“洋縣釩鈦磁鐵礦”)從上世紀(jì)60年代開始進行地質(zhì)工作,70年代初期和80年代又分別進行了一些地質(zhì)工作,以探明鐵礦資源為主,同時研究釩和鈦的賦存情況,定性為貧釩鈦鐵礦,近年也僅作為鐵資源的開發(fā)和利用。近年來鐵、釩、鈦產(chǎn)品價格處于低谷,對釩鈦鐵的綜合開發(fā)利用是必然的選擇。磁黃鐵礦中普遍存在金屬硫化物,多種有色金屬元素伴生的前景是地質(zhì)工作的希望所在。釩鈦磁鐵礦是陜西有色工業(yè)新的增長點。以冶礦集團為代表,從2013年開始,不斷加強對釩、鈦等有色金屬產(chǎn)業(yè)科技人才隊伍建設(shè),加大地質(zhì)勘探工作,對洋縣釩鈦磁鐵礦進行了較為深入的地質(zhì)工作。另一方面著力于提升磁鐵礦的工業(yè)儲量,一方面依據(jù)火山巖型釩鈦礦基性和超基性巖成礦可能存在鉑族元素的理論,以及上世紀(jì)60年代地質(zhì)成果的指導(dǎo),加大對伴生貴金屬的研究。另外,根據(jù)洋縣釩鈦礦礦物學(xué)的研究成果,洋縣釩鈦磁鐵礦普遍賦存硫化物特點,開展了對金、銀、銅、鈷、鎳、鈧等有色金屬的研究。為了使地質(zhì)科研資金投入高效,強化地質(zhì)技術(shù)人才隊伍建設(shè),在地質(zhì)找礦工作中強化實施了項目管理模式,制定出臺了《地質(zhì)勘探工作規(guī)范》、《科研成果獎勵試行辦法》等相關(guān)文件,通過專題培訓(xùn)、外出交流、請專業(yè)地質(zhì)人員授課等形式,不斷強化技術(shù)人員業(yè)務(wù)技能的提升,有力推動了各項地質(zhì)找礦工作的有序、高效發(fā)展,取得良好的成果。截止2014年底,洋縣釩鈦磁鐵礦先后投入資金5000余萬元。畢機溝礦區(qū)探明的磁鐵礦儲量較上世紀(jì)80年代中后期地質(zhì)探明儲量增長了約10倍,同時探明的鈦和釩的工業(yè)儲量也增長約10倍。通過加大對貴金屬元素的找礦工作,在畢機溝礦區(qū)和杏樹嶺礦區(qū)發(fā)現(xiàn)有0.139~2.072g/t的鉑族元素,普遍存在于含磁鐵礦的基性和超基性巖內(nèi);在杏樹嶺礦區(qū)發(fā)現(xiàn)釩鈦磁鐵礦巖體內(nèi)含金0.08~0.15g/t;通過礦物學(xué)加工分析,發(fā)現(xiàn)有不同含量的鎳、鈷、鈧元素。

2.采礦方面采礦是一個盡可能多的開采資源、同時降低資源浪費和貧化的過程。根據(jù)已掌握的地質(zhì)資料,選擇合理的開采方法,確定適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)規(guī)模以及選擇合理的裝備,降低開采成本,保持最佳的采礦技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo),是采礦技術(shù)的要求。山坡露天開采中,臺階高度、爆破孔網(wǎng)、運搬方式的設(shè)計,穿孔、挖裝,以及運輸設(shè)備的選型,現(xiàn)場組織調(diào)配及安全管理,是采礦研究的主要內(nèi)容。洋縣釩鈦磁鐵礦畢機溝礦區(qū)適用于露天開采方式,先山坡露天,后轉(zhuǎn)入凹陷露天,現(xiàn)階段處于山坡露天階段。由于洋縣釩鈦磁鐵礦屬多金屬伴生的貧礦,鐵、鈦含量均比攀枝花地區(qū)低,但是釩含量遠超過攀枝花地區(qū),鉑、金、鈧等也有開發(fā)前景。設(shè)計科學(xué)的采剝及運搬工藝,選擇合理的設(shè)備及配置,是控制采礦成本的根本;研究開采邊界、確定邊坡穩(wěn)定性參數(shù),是確定露天開采規(guī)模及開采量、年下降速度、安全管理的重要內(nèi)容。設(shè)計合理的臺階高度、穿孔網(wǎng)絡(luò)布置、填裝藥量,是控制開采過程成本,減少損失、降低貧化的重中之重。大型露天礦多數(shù)采用大型挖裝設(shè)備配套超大型汽車運輸,不僅運輸成本高,且礦區(qū)調(diào)度管理難度大,安全系數(shù)低,同時采區(qū)粉塵污染嚴(yán)重。洋縣釩鈦磁鐵礦畢機溝礦區(qū)研究采用溜井膠帶輸送方式,不僅大幅度降低運輸成本,從安全、環(huán)保、調(diào)度、維修等方面也大幅度降低成本和管理難度。對露天邊坡穩(wěn)定性研究同樣具有前瞻性。臺階坡面角的大小直接影響露天礦最終邊坡安全穩(wěn)定性,通過巖心取樣、巖體力學(xué)性質(zhì)研究,山坡露天及凹陷露天坑不同臺階坡面角應(yīng)力分布研究,以及對臺階坡面角取值規(guī)律驗算等,確定山坡露天的臺階邊坡面角取值在65~70°,凹陷露天的臺階坡面角取值在55~60°。從2014年初開始,畢機溝采區(qū)逐步完善地質(zhì)、測量、采礦技術(shù),現(xiàn)場管理各方面的管理制度,先后制定了《采區(qū)技術(shù)員崗位職責(zé)》《采區(qū)技術(shù)員工作標(biāo)準(zhǔn)》,規(guī)范技術(shù)工作程序;制定《礦石管理辦法》,從炮孔和孔網(wǎng)設(shè)計,到裝藥量控制,管控礦石貧化和損失以及爆破效果;制定《火工用品審批制度》、《邊坡管理制度》、《運輸管理制度》、《排土場管理制度》,使采區(qū)安全管理規(guī)范運行。通過這些制度設(shè)計,加強了基礎(chǔ)管理,強化了技術(shù)人員工作規(guī)范性,提升了現(xiàn)場管理水平。3.選礦方面根據(jù)不同的礦物性質(zhì)、含量、選別差異等,需采用不同的選礦方法,有物理選礦、化學(xué)選礦等。洋縣釩鈦磁鐵礦的選礦方法需根據(jù)礦石賦存特性,以及鐵、釩、鈦及其他伴生有色金屬情況綜合考慮。洋縣釩鈦磁鐵礦屬貧鐵礦,鐵釩鈦共生,同時伴生其它多種有色金屬,且含量均較低。根據(jù)礦物研究成果,主要礦物鈦鐵礦和鈦鐵晶石及磁鐵礦之間的嵌布關(guān)系極為密切(成微細連晶),故用物理選礦方法使鈦礦物與磁鐵礦有效分離是極為困難的。根據(jù)長沙礦冶研究院《洋縣釩鈦磁鐵礦礦石可選性工業(yè)試驗報告》,結(jié)合對選鐵和選鈦工業(yè)數(shù)據(jù)的分析和研究,制定合理的綜合回收利用技術(shù)方案,對洋縣釩鈦磁鐵礦多種金屬綜合利用意義重大。從2014年以來,先后成立科技攻關(guān)小組,確定選鐵、選鈦、多金屬回收、鐵釩分離的攻關(guān)小組負責(zé)人,成立實驗室,建設(shè)試驗線;制定出臺了《科研成果獎勵試行辦法》,針對取得實際經(jīng)濟效益的攻關(guān)項目,對提出創(chuàng)新性工藝思路或發(fā)明等的人員進行物質(zhì)和精神方面的獎勵,并制定個人或小組獎勵同攻關(guān)取得的經(jīng)濟效益持續(xù)掛鉤,以激勵科技人員的攻關(guān)積極性。通過持續(xù)不斷研究,逐步明確洋縣釩鈦磁鐵礦的選礦思路,即先選鐵,后綜合回收選鐵后尾礦中的鈦,在選鈦及鈦產(chǎn)品深加工過程中回收鉑、鎳、鈷、鈧等有價金屬,選鐵后在鐵精礦中五氧化二釩的含量可以富集至0.8%~1.2%,采用釩鐵分離技術(shù)制備還原鐵和富釩渣。通過同長沙礦冶研究院共同研究,在“超低品位釩鈦磁鐵礦選冶”方面取得中國有色金屬工業(yè)協(xié)會科學(xué)技術(shù)一等獎。傳統(tǒng)的選鐵工藝一般為“三段一閉路”,流程長、維護工作量大,安全和環(huán)境不易管控。經(jīng)過對國內(nèi)外同類成熟礦山經(jīng)驗考察、收集、分析,反復(fù)研究對比,洋縣釩鈦磁鐵礦采用破碎-弱磁拋廢-半自磨-球磨-磁選工藝,處理量大、流程短、綜合成本低、管控簡便。攀枝花地區(qū)的鈦金屬回收技術(shù),經(jīng)過多年持續(xù)不斷研究和實驗,目前采用在煉鋼過程中渣富集成為富鈦渣,再深加工成為其他鈦半成品利用;洋縣釩鈦磁鐵礦中含三氧化二鈦平均為2.5%~3.5%,比攀枝花地區(qū)礦石低很多,對普通鋼鐵企業(yè)反倒是煉鋼過程的負面因素。通過研究洋縣釩鈦礦物特性,經(jīng)過反復(fù)試驗、論證,確定了重選-強磁選-浮選工藝,綜合成本低,產(chǎn)品質(zhì)量可靠,生產(chǎn)成含三氧化二鈦不低于47%的半成品,作為繼續(xù)深加工成為鈦白粉或其他富鈦產(chǎn)品的原料。

二、存在問題分析

1.地質(zhì)方面對漢中至安康大區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造研究有待深入。之前的地質(zhì)工作研究了整個漢中至安康地區(qū)釩鈦磁鐵礦的成因、構(gòu)造等,對鉑族元素、鈧元素、以及鎳鈷銅等有色金屬元素的成因、分布、特征等研究不夠甚至缺乏,導(dǎo)致前期礦山開發(fā)僅限于對鐵的資源回收,最多回收了部分鈦資源,造成資源的浪費。需要從大區(qū)域成礦理論研究入手,深入研究貴金屬、有色金屬同釩鈦磁鐵礦的關(guān)系,研究畢機溝礦區(qū)地幔柱成礦理論的可能性、可靠性,以及可能帶來的找礦前景。地質(zhì)技術(shù)人員隊伍參差不齊有待加強。地質(zhì)單位受自身企業(yè)管理影響及行業(yè)競爭影響,野外地質(zhì)工程質(zhì)量和室內(nèi)地質(zhì)研究工作質(zhì)量均有下滑跡象。提升地質(zhì)單位管理水平,加強技術(shù)人員業(yè)務(wù)技能培訓(xùn),完善地勘單位工作質(zhì)量評價體系以保障地質(zhì)工作質(zhì)量是必要的。洋縣釩鈦磁鐵礦對已有地質(zhì)資料的研究和利用還不夠充分,地質(zhì)工作還不能很好地對生產(chǎn)起到指導(dǎo)作用,需要從地質(zhì)技術(shù)人員的配備、人員業(yè)務(wù)技能提升方面入手,制定合理的激勵機制,深入研究已有的地勘資料,充分利用科技手段、應(yīng)用軟件,同生產(chǎn)結(jié)合,不斷修訂和豐富地質(zhì)資料,為采礦設(shè)計提供更加直觀、真實的資料。

2.采礦方面整體技術(shù)水平和裝備水平不高。之前小而散、小而亂的局面是主流。開拓運輸方式有待優(yōu)化。目前汽車運輸是唯一方式,維護量大、安全管理難度大、成本高、粉塵導(dǎo)致環(huán)境污染嚴(yán)重。礦山的數(shù)字化、信息化建設(shè)基礎(chǔ)薄弱。地質(zhì)測量工作、采礦設(shè)計工作、裝備管理、現(xiàn)場管理等方面提升數(shù)字化應(yīng)用空間很大,利用網(wǎng)絡(luò)平臺提升設(shè)計、實施、反饋、分析、評判空間很大,需研究解決。礦山開發(fā)和生態(tài)治理之間的平衡需要加強。露天礦山開發(fā)導(dǎo)致植被毀壞、水土流失,剝離棄土形成滑坡體造成潛在的地質(zhì)災(zāi)害,需要有開發(fā)利用—恢復(fù)治理的思路,杜絕只管開發(fā)不管治理的行為。

3.選礦方面選礦設(shè)備落后于國內(nèi)同類礦山。設(shè)備能耗高、維護不方便、操作難度大。生產(chǎn)過程自動檢測和自動控制水平不高。基本沒有自動檢測與控制。數(shù)字化、信息化建設(shè)基礎(chǔ)薄弱。選礦工藝流程管控、過程質(zhì)量管控、設(shè)備管控、尾礦庫管理等方面提升數(shù)字化應(yīng)用空間很大,利用網(wǎng)絡(luò)平臺收集分析、優(yōu)化過程管控能力以達到最終降低成本的目標(biāo)能力還有限。未能對其他有色金屬綜合利用。僅回收鐵和鈦,未能有效實現(xiàn)綜合利用資源之目的。

4.其他方面尚需健全企業(yè)的研發(fā)機制,提高企業(yè)創(chuàng)新能力,進行充分的市場調(diào)研,科學(xué)論證深加工產(chǎn)品的工藝路線。科技項目偏少,產(chǎn)生的效果對推動產(chǎn)業(yè)技術(shù)進步意義有限。科技項目申請渠道不暢,項目級別偏低。缺少一批科技人才,特別是學(xué)科帶頭人。一些項目的科技含量低,有低水平重復(fù)的現(xiàn)象。科技創(chuàng)新工作還存在許多需要改進的方面。一是創(chuàng)新發(fā)展極不平衡,對選礦工藝的研究較多,但對地質(zhì)和采礦的研究偏少。二是科技投入比例失衡,對地質(zhì)和采礦技術(shù)人員的再培訓(xùn)和技能提升重視程度不夠。三是人才結(jié)構(gòu)不盡合理,技術(shù)人才斷檔,缺少資深技術(shù)人才。四是激勵機制還不夠完善,激勵機制還有待優(yōu)化,一線員工的創(chuàng)新熱情還沒有充分調(diào)動起來。

三、對策和措施

(1)進一步完善科技進步與技術(shù)創(chuàng)新體系。應(yīng)完善科技創(chuàng)新領(lǐng)導(dǎo)管理機構(gòu),在企業(yè)內(nèi)部成立高層次的科學(xué)技術(shù)委員會,對科技發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新進行總體部署、規(guī)劃和評價。加強科技資源的有效整合和優(yōu)化配置,建立起高效的研發(fā)體系。整合內(nèi)部科技資源,優(yōu)化人力資源配置,建成組織機構(gòu)健全、人員結(jié)構(gòu)合理的技術(shù)中心,形成“技術(shù)中心抓兩端,生產(chǎn)單位抓應(yīng)用”的科技研發(fā)體系。利用科研機構(gòu)和高等院校的科技資源,形成產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)同開發(fā)的合作機制;以經(jīng)濟效益和社會效益為準(zhǔn)則,建立科學(xué)的科技評價體系;通過有效的激勵約束機制激發(fā)技術(shù)人員創(chuàng)新的工作熱情,加速成果轉(zhuǎn)化。完善一線員工創(chuàng)新激勵機制,廣泛開展群眾性科技創(chuàng)新活動,激發(fā)職工的創(chuàng)造性和積極性。(2)加大資金投入力度。在企業(yè)建立科技研發(fā)基金,設(shè)立專用賬戶,保障科研資金的正常投入;通過合作研究,在資源綜合開發(fā)利用方面尋求突破,申請省級和國家級項目,爭取專項資金支持。在裝備大型化、智能化方面尋求稅收方面的優(yōu)惠。(3)加強科技人才隊伍建設(shè)。采取“外引、內(nèi)培”相結(jié)合的方式,做好人才吸引、培養(yǎng)、使用三個關(guān)鍵環(huán)節(jié),不斷壯大科技人才隊伍。以優(yōu)厚的待遇引進高水平的技術(shù)精英,提高技術(shù)研發(fā)能力。對于內(nèi)部人才,通過多渠道、多形式加強人才培養(yǎng),加大培訓(xùn)力度,優(yōu)化人才結(jié)構(gòu),營造人才成長的良好環(huán)境,造就一批頂尖技術(shù)人才;培養(yǎng)高素質(zhì)能工巧匠式的技術(shù)人才隊伍,盡快形成包含地質(zhì)、采礦、選礦、裝備自動化等門類齊全、梯次合理、素質(zhì)優(yōu)良、滿足發(fā)展需要的人才隊伍。(4)建立科學(xué)有效的人才評價體系,不斷完善激勵與約束機制。研究建立以能力和業(yè)績?yōu)橐罁?jù),由品德、知識、能力等要素構(gòu)成的人才評價指標(biāo)體系;完善人才評價手段、激勵約束機制,建立適合專業(yè)技術(shù)人員特點的分配激勵機制;設(shè)立各類獎金,加大獎勵力度,充分調(diào)動專業(yè)技術(shù)人員的積極性和創(chuàng)造性。(5)加強國內(nèi)、國際合作與交流。以靈活的模式和機制開展產(chǎn)學(xué)研的結(jié)合,對鈦深加工、鐵釩分離、鐵產(chǎn)品精致化、多種有色金屬綜合回收利用等進行深度研究;密切關(guān)注國內(nèi)、國際相關(guān)科技發(fā)展動態(tài),把握科技發(fā)展方向,充分利用全球有色行業(yè)科技資源,廣泛開展國內(nèi)、國際交流,借助外力提高技術(shù)研發(fā)能力,實現(xiàn)科技的跨越式發(fā)展。(6)努力提升裝備自動化、智能化水平。積極引進國內(nèi)外先進技術(shù)和設(shè)備,提高整體技術(shù)裝備水平,形成配套的生產(chǎn)和研發(fā)能力,實現(xiàn)數(shù)字化、智能化、綠色礦山、生態(tài)礦山的目的。

作者:劉發(fā)紅 單位:陜西洋縣釩鈦磁鐵礦有限公司

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