鞍钢矿业坚持“矿冶一体、五品联动”绿色发展

【导读】如何以最低的生产成本、最小的环境代价高效开发铁矿资源是冶金矿山行业发展面临的重要课题，特别是在当前铁矿石市场低迷的严峻形势下。

如何以最低的生产成本、最小的环境代价高效开发铁矿资源是冶金矿山行业发展面临的重要课题，特别是在当前铁矿石市场低迷的严峻形势下。近年来，鞍钢集团矿业公司坚持“矿冶一体、五品联动”的思路，通过管理创新、技术创新解决了我国贫铁矿资源利用效率低的难题，实现了矿区绿色发展，走出了一条资源开发与环境协调发展新道路：贫铁矿加工提纯难、开发效率低、环境影响大等关键问题得到解决，铁精矿品位提升到67.5%以上，生产成本国内同行最低，经济效益显著增长。

管理创新 实现贫铁矿规模高效开发

鞍钢集团矿业公司于2014年10月由原鞍钢集团矿业公司、攀钢集团矿业公司和澳大利亚卡拉拉矿业公司整合成立的超大型铁矿石矿业集团。下辖两个子公司，共有 11座铁矿山、10个选矿厂、1个烧结厂、2个球团厂和5座辅料矿山。2014年矿业集团内资产总额351.73亿元，销售收入201.29亿元，实现利润15.9亿元。

鞍矿公司的铁矿资源特点是“贫、细、杂、散”，在国内具有代表性。

在鞍矿公司看来，贫铁矿开发工程(矿冶工程)包括勘查、采矿、配矿、选矿、冶炼五大工程，是一个开放的大系统。传统的贫铁矿大规模开发在管理上存在一些问题，一是生产布局松散冗杂。长期以来矿业开发按矿山设置生产流程，横向上各矿山并列布局，割山而治，造成矿山多、选厂多，资源难以共享;纵向上工艺分割，很小范围内配置多个生产系统，效率低，成本高，经济效益差。

二是矿冶工程各自为政。各工程苛求上游工程提供高质量产品，追求局部效益最大化。如：采矿工程只考虑自身的技术经济因素，只采富矿，丢弃贫矿，资源浪费。与此关联的是，科技攻关形不成合力、生态环境被破坏。

对此，鞍矿公司以系统工程理论为指导，围绕贫铁矿资源高效利用问题，打破分割优化思维定式，将矿冶工程5个环节集成为大系统，建立相对应的边界品位、采出品位、入选品位、精矿品位和入炉品位之间的联动关系，大力开展管理创新，创建了“五品联动”管理模式，实现了贫铁矿资源规模高效开发。

首先，将单矿山独立开发集成为大矿区联合开发，差异化分选，分别处理 4类矿石。“以鞍山东部矿区为例，该矿区58平方公里，资源量172亿吨 ，6个大型矿山，4种难选矿石纵横交错于10个采矿部位，是难选矿石种类多、赋存条件极差的世界特大型贫铁矿区。所辖6个矿山，条块分割，单矿山开发效率低，规模小，资源不共享;还有，按传统矿冶工程管理模式对应6个矿山需各自建选厂，得建设6个选厂。”鞍矿公司安全环保部长王发东说。

实行大矿区联合开发后，“我们将齐大山铁矿等整体布局，合理规划。纵横交错的矿体实现了协同开采，种类多样的资源实现了协同配置。”

“通过17条胶带分类别运输矿石，建设4个选矿厂处理4类矿石。少建9个选矿系统,节省了工程投资。通过网络化配矿、差异化分选,分别处理 4类矿石。集成后入选矿石种类单一，提高了选矿效率和规模;品位、效率得到提高;由混合选改为差异化分选,成本得以降低。”王发东介绍。

另一个重要举措是，开发“五品联动”动态优化系统，优化决策，降低成本，提升整体效益。

为实现贫铁矿资源的规模高效利用，鞍矿公司以优化5个品位为核心，开发“五品联动”动态优化系统，合理确定勘查、采矿、配矿、选矿、冶炼等工程参数，“增加低代价环节成本投入，减少高代价环节成本支出，合理分配加工成本，降低系统总成本。”王发东介绍。

“比如：在勘探环节增加投入以勘促采，根据地质勘查数据，按照4类矿石、10个采掘部位协同开采，进而合理规划了冶炼规模;在采矿环节，分采分爆，以爆代破。由于爆破成本远低于机械破碎成本，控制爆破块度，分摊配矿成本;在配矿环节，高效预选，控制品类，通过破碎和预选降低块度和贫化率，并按矿物种类和品位进行配矿，稳定了入选品位;在选矿环节，差异分选，以选代冶。由于选矿脱硅远低于冶炼脱硅，实施选矿脱硅后，冶炼成本大幅降低;在冶炼环节，配置炉料，提高效益，使无效资源变成有效资源，提高了资源利用效率。”公司矿山部有关负责人说。“以鞍山东部矿区为例，边界品位由25%降到15%， 解放了62亿吨无效资源，提高了资源利用率。”

新的管理模式使各个环节的效率得到提升。“在勘采系统，按勘探种类和品位采矿，贫化率降低7%，品位提高2%;在采配系统，通过分采分运，入选品位稳定在27%左右;在配选系统，通过预选降杂、网络化配矿，降低选矿成本11%，提高精矿品位4个百分点;在选冶系统，通过差异分选实现脱硅前移，冶炼成本降低9%。”鞍矿公司安全环保部有关负责人介绍。

技术创新 攻克资源利用瓶颈

鞍矿公司安全环保部有关负责人介绍，我国铁矿资源生产成本远高于进口矿的原因除了 “贫、细、杂”，难磨难选等自身特点外，还与加工流程长、工艺环节多、工程复杂性高有关。铁矿资源加工过程包括诸如勘探、爆破、运输、破碎、磨选、烧结等上百项专项工程。如此庞杂的工程，必须进行全过程科学系统的管理。“需要实施系统创新，最佳化集成技术。”

为解决技术瓶颈问题，鞍矿公司整合企业、高校、研究机构等资源，发挥各自优势，开展协同攻关。如：针对贫磁铁矿质量低的难题，将原先的选铁提铁技术，转型为选硅提铁，并打破采、选、冶各工程局部利益干扰，由单一选矿工程拓展到整个矿冶系统工程。从提高入炉品位入手，逆推工序至采矿源头，研发阳离子反浮选技术，将精矿品位由65%提至69%，综合集成，形成贫磁铁矿提铁降硅技术系列，开创磁铁精矿阳离子反浮选提铁降硅先例。该成果获2011年国家科技进步二等奖。

再如：针对贫赤铁矿四类难选矿石，他们确定“磁选保收率、反浮选提品位、重选降成本”技术路线，开发出“阶段磨矿-粗细分选、重选-磁选-阴离子反浮选等四大选矿工艺流程，赤铁矿精矿品位由62%提高到67.5%，提纯度达到96.4%。

技术创新不仅提高了资源利用效率，也为解决矿山环境问题带来坚实支撑。其中两项开发技术值得大书特书：

一是创建高效协同开采技术。针对我国铁矿床多为倾斜矿体，无法多，场同时开采的问题，建立临界散体柱支撑理论并研发临界散体柱控制技术，实现对岩移活动有效控制，降低了地下开采对地表的扰动和破坏;建立露天地下协同开采分区方法，确定协同开采最小安全距离，破解了露天地下同时开采相互干扰的难题，由单采场分期开采转为多采场同时开采。该技术使产量规模提升1倍以上，资源利用率提高20%，减少排岩量35%，节约用地20%，获国家科技进步二等奖。

二是研发地下采选一体化技术。为根本解决环境破坏问题，把无害无废化作为终极目标，鞍矿公司提出“选矿厂建在地下”的理念，研发地下采选一体化技术，实现采矿、选矿全部在地下完成，废弃物全部在地下处理，实现真正意义的零排放、无污染。目前该技术及配套设备研究已经完成，鞍矿公司正在建设世界首个采选一体化铁矿山——张家湾铁矿，将开创贫铁矿无害无废化开发的先例。

生态保护 最小化影响环境

大规模地资源开发，给生态环境带来扰动和影响。如何绿色开发、最小化扰动、影响生态环境?

鞍矿公司作出自己的探索：

一是提高资源回收率，减少浪费。过去，鞍矿公司露天采矿资源回采率不足85%，井下采矿资源回采率不足70%。近年来，通过采矿技术改造，将以往受开采技术和经济条件影响的未能开采的边、难、残、小矿体进行回收利用，共盘活铁矿资源14亿吨。同时还在排岩场建设了资源节约型的岩石干选工艺，实现了在排岩过程中在线回收铁矿石。每年回收资源600万吨以上，相当于一座特大型铁矿山的产量，大大提升了矿石回收率。目前，鞍矿公司露天采矿资源回采率达到了97%以上，井下采矿资源回采率达到了88%以上，金属回收率达到87%，均为国内领先。

二是实现废弃物资源化，变废为宝。近几年，鞍钢矿业在尾矿综合利用方面，进行了多方面的研究及技术储备，取得专利9项，专有技术12项，被列入中央企业重大技术创新项目。如，提高磁铁矿尾矿再选精矿综合利用率的方法;利用鞍山式贫赤铁矿尾矿制造骨架砖技术。

三是加强生态恢复，改善周边环境。近年来累计投资5亿多元，对矿区周边以及排岩场、尾矿库进行综合治理，取得粉尘覆盖剂、节水滴灌等多项复垦技术成果，完成绿化面积2228万平方米，从源头上消除了扬尘污染和水土流失。昔日尘土飞扬的排岩场、尾矿库成为风光秀丽的多功能生态园。

鞍矿绿色矿山建设的实践促进了企业的可持续发展,公司先后荣获全国矿产资源综合利用先进矿山、全国践行生态文明优秀企业称号。成本竞争力明显增强，铁精矿的完全成本保持500元/吨，行业最低;矿山环境明显改善，绿化复垦率达到43%，为同行业最好水平。