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以科技创新为主体 以材料装备为两翼

时间:2017-11-12 20:00 点击: 次来源:网络整理

  中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所(以下简称“郑州所”)主要承担矿产开发利用水平调查评估,大型矿产资源基地资源环境综合地质调查,金属、非金属、“三稀”等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等任务。同时,开展矿产综合利用循环利用基础研究和技术创新示范,绿色矿业绿色矿山标准体系研究及绿色选冶绿色评价和标准物质研制。其职能定位是通过承担保护与合理利用土地资源、矿产资源等自然资源等国土资源调查任务,有效支撑政府职能,把自身建设成地质调查事业矿产资源节约集约与综合利用的创新主体、矿产开发利用水平的调查评估主体、生态地质调查的业务主体、新材料资源的评价主体。

  郑州所确定的未来发展目标是:通过5年努力,发展成为国内一流的矿产资源节约集约与综合利用专业调查评价研究所。通过10~15年努力,发展成为以科技创新为主体,以材料和装备为两翼,资质涵盖资源、环境、综合利用和工程咨询的综合性专业研究所,矿产资源节约集约与综合利用调查评价达到国际领先水平,矿山生态地质环境调查与评价、新材料资源调查与评价、矿产开发利用水平调查评估达到国内领先水平。

  实施调查工程,夯实矿政根基

  郑州所大力推进“矿产资源节约与综合利用调查工程”项目的实施,取得丰硕成果:

  有效支撑矿产资源开发利用管理。在矿产资源利用调查评价基础上,编制起草《矿产资源开发利用水平调查评估试点工作办法》,已由国土资源部办公厅印发(国土资厅发[2017]33号),将为矿产资源开发利用水平调查评估试点工作提供支撑。

  矿产资源综合利用技术创新支撑赣南扶贫攻坚。采用特效促分剂使赣南铅锌矿铅回收率提高15个点至92.56%;采用超导磁选使赣南高岭土含铁降至0.52%,白度提至92.3;采用柱式浮选,可从赣南萤石尾矿中获得品位88.53%、回收率73.24%萤石精矿。其中铅锌分选技术已在相关矿山企业进行示范,支撑了当地矿业经济发展,为扶贫攻坚提供了技术支撑。

  编制技术要求,指导矿产资源基地综合地质调查。在试点项目工作基础上,经多次讨论和专家研讨修改,《矿产资源基地综合地质调查技术要求(试用稿)》通过中国地质调查局专题会,拟进一步修改完善后提供试点示范单位试用。

  矿产资源基地综合地质调查成果明显。初步圈出11个(铜铅锌镍银锡等矿种)找矿远景区和10个(铜镍锂等矿种)靶区;梳理出技术经济和环境影响评价要素指标,绘制了资源基地技术经济要素图和环境分级图。

  攻克关键技术,支撑国家战略

  郑州所磁场筛选法技术及其应用提高了我国铁矿综合利用水平,降低了钢铁工业能耗,支撑绿色矿业发展。

  该技术依据磁场筛选法原理利用特设的低弱磁场将矿浆内的磁性矿物颗粒磁化成链状体,进而增大磁铁矿与脉石连生体颗粒的沉降速度差、尺寸差,同时利用安装在磁场中的“专用筛”有效地将脉石及连生体分离,使解离的磁铁矿及早进入精矿,因此解决了传统弱磁选机易夹杂脉石,更难分离开连生体的缺陷,从而实现了磁铁矿的高效分选。采用磁筛工艺技术可普遍替代原磁选机的二、三段精选及磁力脱水槽作业,具有提质降耗、简化流程的多重效果。可使铁精矿品位普遍提高2~10个百分点或铁精矿品位不降低前提下生产能力提高5%~8%。目前,该技术设备已在国内外20多家大中型铁矿山应用近70台设备,中型选厂采用该技术设备新增产值近千万元,大型选厂新增产值及节能降耗近亿元,具备良好的推广应用前景。磁场筛选法技术设备能很好解决目前国内铁矿企业生产面临的铁精矿质量差、精选作业耗水量大、生产成本高等一系列问题,为我国复杂铁矿资源的可持续开发利用提供有力的技术支撑,实现我国铁矿资源利用的最大化,铁精矿质量最优化。该技术成果已在河南、河北、湖北、云南、山西、江苏、新疆等省区22家铁矿厂成功获得工业应用。大量生产实践证实:采用磁筛工艺技术平均提高铁精矿品位2-5个百分点,选厂生产能力提高9%-50%。按提高铁精矿品位2个百分点、生产能力提高10%计算,企业每生产1吨铁精矿带来的直接增效为30元,目前应用的企业年产铁精矿600万吨,每年直接产生经济效益为1.8亿元。该设备在2010年度被列入当前国家鼓励发展的环保产业设备(产品)目录,2011年度入选国家重点新产品计划,“磁场筛选法及其设备”获2014年度国土资源科技进步一等奖。

  郑州所解决我国在分子筛产业开发和机载制氧等领域的技术难题,推动我国航空航天生命保障系统的技术进步。

  该所研制的新一代航空分子筛制备技术突破欧美等国对我国在该技术领域的封锁,填补国内空白,为我国机载分子筛氧源的高效化、轻量化和小型化提供技术支撑。该成果进行产业转化,与中国航天中心等单位合作,开发高效成套机载连续供氧装置,有望装备我国作战飞机及其他载人航天器。航空用高效制氧分子筛关键技术解决我国在分子筛产业开发和机载制氧等领域的技术难题,推动我国航空航天生命保障系统的技术升级。低硅分子筛原粉合成技术及锂离子交换技术在山东青州顺鑫达新材料有限公司得到应用。无粘结剂分子筛技术在郑州富龙新材料科技有限公司研制航天用5A分子筛发(TC-5A)过程中得到应用。航天用5A分子筛获得国家重点新产品计划(2013GR334001),是未来空间站环控生保系统的核心材料,该产品在原理样机上经过450天连续运转,产品主要性能满足空间站要求,具备航天应用品质。

  该所通过技术攻关实现冶炼渣、废液中稀散金属铼综合利用,提高战略金属铼的利用水平,资源化、减量化利用固废资源,支撑绿色矿业发展。铼在自然界中没有独立的矿床,主要分布在斑岩型铜钼矿床的辉钼矿和黄铜矿中。在辉钼矿和铜矿火法冶炼的过程中升华,进入到制酸车间的废酸中。由于铼含量低、成分复杂,国内一直没有较为成熟的技术对淋洗液中低浓度铼进行综合回收,导致国内大部分的铼资源白白流失。该技术采用弱碱性阴离子交换树脂直接从淋洗液(硫酸+亚硫酸体系)吸附铼,负载树脂只需采用低浓度氨水既可以达到很好的解吸附效果。一项工艺既保证了铼的回收率,同时避免了将含有氨氮的蒸发母液再次与淋洗液混合后,再次进入吸附的传统工艺导致的吸附后液氨氮超标、处理难度大的难题,实现了工艺的高效性、环保性。这套铼回收工艺,流程简单、运行成本低,仅需要低浓度氨水、石灰等低价值原材料,经济效益好;采用该工艺,钼精矿焙烧淋洗液中铼吸附率>97%,总收率大于95%,经过两次蒸发结晶,可以制备出纯度>99.9%的高铼酸铵产品,技术指标先进。该项技术的成功研发和推广,彻底改变低浓度含铼废酸中铼无法经济、高效综合回收的现状。目前,该项技术已经在洛钼集团金属材料公司、金堆城钼业集团硫酸厂、中国黄金集团中原黄金冶炼厂有限责任公司进行了工业化实施,生产运行指标好,每年为我国增产3-4t高铼酸铵产品,创造3500万元~4500万元的经济效益。

  依靠科技创新,取得多项第一

  郑州所依靠科技创新攻克钼钨氧化矿混合浮选、高压浸出和含金钼精矿高效氰化浸金技术3项关键技术。建成国内第一条高氧化率的钼钨金复杂多金属矿选、冶生产线。

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