钒钛磁铁矿技术创新现状范文

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近年来市场整体处于低迷期，预计未来较长的一个时间内市场仍会在低谷徘徊。前几年黑色金属、有色金属高价位态势下矿山企业的管理生态，目前已经发生了较大变化。适应市场规律，寻求市场低迷期的生存、发展途径，技术创新必不可少。

一、自主创新总体情况

1.地质方面钒钛磁铁矿中的钒和钛是非常重要的战略金属，国内以攀枝花地区为代表的钒钛磁铁矿，国家从上世纪60年代就投入大量的人力、资金，从事地质探矿及研究、实验工作，已经取得较为明显的成果。陕西洋县钒钛磁铁矿有限责任公司（以下简称“洋县钒钛磁铁矿”）从上世纪60年代开始进行地质工作，70年代初期和80年代又分别进行了一些地质工作，以探明铁矿资源为主，同时研究钒和钛的赋存情况，定性为贫钒钛铁矿，近年也仅作为铁资源的开发和利用。近年来铁、钒、钛产品价格处于低谷，对钒钛铁的综合开发利用是必然的选择。磁黄铁矿中普遍存在金属硫化物，多种有色金属元素伴生的前景是地质工作的希望所在。钒钛磁铁矿是陕西有色工业新的增长点。以冶矿集团为代表，从2013年开始，不断加强对钒、钛等有色金属产业科技人才队伍建设，加大地质勘探工作，对洋县钒钛磁铁矿进行了较为深入的地质工作。另一方面着力于提升磁铁矿的工业储量，一方面依据火山岩型钒钛矿基性和超基性岩成矿可能存在铂族元素的理论，以及上世纪60年代地质成果的指导，加大对伴生贵金属的研究。另外，根据洋县钒钛矿矿物学的研究成果，洋县钒钛磁铁矿普遍赋存硫化物特点，开展了对金、银、铜、钴、镍、钪等有色金属的研究。为了使地质科研资金投入高效，强化地质技术人才队伍建设，在地质找矿工作中强化实施了项目管理模式，制定出台了《地质勘探工作规范》、《科研成果奖励试行办法》等相关文件，通过专题培训、外出交流、请专业地质人员授课等形式，不断强化技术人员业务技能的提升，有力推动了各项地质找矿工作的有序、高效发展，取得良好的成果。截止2014年底，洋县钒钛磁铁矿先后投入资金5000余万元。毕机沟矿区探明的磁铁矿储量较上世纪80年代中后期地质探明储量增长了约10倍，同时探明的钛和钒的工业储量也增长约10倍。通过加大对贵金属元素的找矿工作，在毕机沟矿区和杏树岭矿区发现有0.139~2.072g/t的铂族元素，普遍存在于含磁铁矿的基性和超基性岩内；在杏树岭矿区发现钒钛磁铁矿岩体内含金0.08~0.15g/t；通过矿物学加工分析，发现有不同含量的镍、钴、钪元素。

2.采矿方面采矿是一个尽可能多的开采资源、同时降低资源浪费和贫化的过程。根据已掌握的地质资料，选择合理的开采方法，确定适当的生产规模以及选择合理的装备，降低开采成本，保持最佳的采矿技术经济指标，是采矿技术的要求。山坡露天开采中，台阶高度、爆破孔网、运搬方式的设计，穿孔、挖装，以及运输设备的选型，现场组织调配及安全管理，是采矿研究的主要内容。洋县钒钛磁铁矿毕机沟矿区适用于露天开采方式，先山坡露天，后转入凹陷露天，现阶段处于山坡露天阶段。由于洋县钒钛磁铁矿属多金属伴生的贫矿，铁、钛含量均比攀枝花地区低，但是钒含量远超过攀枝花地区，铂、金、钪等也有开发前景。设计科学的采剥及运搬工艺，选择合理的设备及配置，是控制采矿成本的根本；研究开采边界、确定边坡稳定性参数，是确定露天开采规模及开采量、年下降速度、安全管理的重要内容。设计合理的台阶高度、穿孔网络布置、填装药量，是控制开采过程成本，减少损失、降低贫化的重中之重。大型露天矿多数采用大型挖装设备配套超大型汽车运输，不仅运输成本高，且矿区调度管理难度大，安全系数低，同时采区粉尘污染严重。洋县钒钛磁铁矿毕机沟矿区研究采用溜井胶带输送方式，不仅大幅度降低运输成本，从安全、环保、调度、维修等方面也大幅度降低成本和管理难度。对露天边坡稳定性研究同样具有前瞻性。台阶坡面角的大小直接影响露天矿最终边坡安全稳定性，通过岩心取样、岩体力学性质研究，山坡露天及凹陷露天坑不同台阶坡面角应力分布研究，以及对台阶坡面角取值规律验算等，确定山坡露天的台阶边坡面角取值在65~70°，凹陷露天的台阶坡面角取值在55~60°。从2014年初开始，毕机沟采区逐步完善地质、测量、采矿技术，现场管理各方面的管理制度，先后制定了《采区技术员岗位职责》《采区技术员工作标准》，规范技术工作程序；制定《矿石管理办法》，从炮孔和孔网设计，到装药量控制，管控矿石贫化和损失以及爆破效果；制定《火工用品审批制度》、《边坡管理制度》、《运输管理制度》、《排土场管理制度》，使采区安全管理规范运行。通过这些制度设计，加强了基础管理，强化了技术人员工作规范性，提升了现场管理水平。3.选矿方面根据不同的矿物性质、含量、选别差异等，需采用不同的选矿方法，有物理选矿、化学选矿等。洋县钒钛磁铁矿的选矿方法需根据矿石赋存特性，以及铁、钒、钛及其他伴生有色金属情况综合考虑。洋县钒钛磁铁矿属贫铁矿，铁钒钛共生，同时伴生其它多种有色金属，且含量均较低。根据矿物研究成果，主要矿物钛铁矿和钛铁晶石及磁铁矿之间的嵌布关系极为密切(成微细连晶)，故用物理选矿方法使钛矿物与磁铁矿有效分离是极为困难的。根据长沙矿冶研究院《洋县钒钛磁铁矿矿石可选性工业试验报告》，结合对选铁和选钛工业数据的分析和研究，制定合理的综合回收利用技术方案，对洋县钒钛磁铁矿多种金属综合利用意义重大。从2014年以来，先后成立科技攻关小组，确定选铁、选钛、多金属回收、铁钒分离的攻关小组负责人，成立实验室，建设试验线；制定出台了《科研成果奖励试行办法》，针对取得实际经济效益的攻关项目，对提出创新性工艺思路或发明等的人员进行物质和精神方面的奖励，并制定个人或小组奖励同攻关取得的经济效益持续挂钩，以激励科技人员的攻关积极性。通过持续不断研究，逐步明确洋县钒钛磁铁矿的选矿思路，即先选铁，后综合回收选铁后尾矿中的钛，在选钛及钛产品深加工过程中回收铂、镍、钴、钪等有价金属，选铁后在铁精矿中五氧化二钒的含量可以富集至0.8%~1.2%，采用钒铁分离技术制备还原铁和富钒渣。通过同长沙矿冶研究院共同研究，在“超低品位钒钛磁铁矿选冶”方面取得中国有色金属工业协会科学技术一等奖。传统的选铁工艺一般为“三段一闭路”，流程长、维护工作量大，安全和环境不易管控。经过对国内外同类成熟矿山经验考察、收集、分析，反复研究对比，洋县钒钛磁铁矿采用破碎-弱磁抛废-半自磨-球磨-磁选工艺，处理量大、流程短、综合成本低、管控简便。攀枝花地区的钛金属回收技术，经过多年持续不断研究和实验，目前采用在炼钢过程中渣富集成为富钛渣，再深加工成为其他钛半成品利用；洋县钒钛磁铁矿中含三氧化二钛平均为2.5%~3.5%，比攀枝花地区矿石低很多，对普通钢铁企业反倒是炼钢过程的负面因素。通过研究洋县钒钛矿物特性，经过反复试验、论证，确定了重选-强磁选-浮选工艺，综合成本低，产品质量可靠，生产成含三氧化二钛不低于47%的半成品，作为继续深加工成为钛白粉或其他富钛产品的原料。

二、存在问题分析

1.地质方面对汉中至安康大区域的地质构造研究有待深入。之前的地质工作研究了整个汉中至安康地区钒钛磁铁矿的成因、构造等，对铂族元素、钪元素、以及镍钴铜等有色金属元素的成因、分布、特征等研究不够甚至缺乏，导致前期矿山开发仅限于对铁的资源回收，最多回收了部分钛资源，造成资源的浪费。需要从大区域成矿理论研究入手，深入研究贵金属、有色金属同钒钛磁铁矿的关系，研究毕机沟矿区地幔柱成矿理论的可能性、可靠性，以及可能带来的找矿前景。地质技术人员队伍参差不齐有待加强。地质单位受自身企业管理影响及行业竞争影响，野外地质工程质量和室内地质研究工作质量均有下滑迹象。提升地质单位管理水平，加强技术人员业务技能培训，完善地勘单位工作质量评价体系以保障地质工作质量是必要的。洋县钒钛磁铁矿对已有地质资料的研究和利用还不够充分，地质工作还不能很好地对生产起到指导作用，需要从地质技术人员的配备、人员业务技能提升方面入手，制定合理的激励机制，深入研究已有的地勘资料，充分利用科技手段、应用软件，同生产结合，不断修订和丰富地质资料，为采矿设计提供更加直观、真实的资料。

2.采矿方面整体技术水平和装备水平不高。之前小而散、小而乱的局面是主流。开拓运输方式有待优化。目前汽车运输是唯一方式，维护量大、安全管理难度大、成本高、粉尘导致环境污染严重。矿山的数字化、信息化建设基础薄弱。地质测量工作、采矿设计工作、装备管理、现场管理等方面提升数字化应用空间很大，利用网络平台提升设计、实施、反馈、分析、评判空间很大，需研究解决。矿山开发和生态治理之间的平衡需要加强。露天矿山开发导致植被毁坏、水土流失，剥离弃土形成滑坡体造成潜在的地质灾害，需要有开发利用—恢复治理的思路，杜绝只管开发不管治理的行为。

3.选矿方面选矿设备落后于国内同类矿山。设备能耗高、维护不方便、操作难度大。生产过程自动检测和自动控制水平不高。基本没有自动检测与控制。数字化、信息化建设基础薄弱。选矿工艺流程管控、过程质量管控、设备管控、尾矿库管理等方面提升数字化应用空间很大，利用网络平台收集分析、优化过程管控能力以达到最终降低成本的目标能力还有限。未能对其他有色金属综合利用。仅回收铁和钛，未能有效实现综合利用资源之目的。

4.其他方面尚需健全企业的研发机制，提高企业创新能力，进行充分的市场调研，科学论证深加工产品的工艺路线。科技项目偏少，产生的效果对推动产业技术进步意义有限。科技项目申请渠道不畅，项目级别偏低。缺少一批科技人才，特别是学科带头人。一些项目的科技含量低，有低水平重复的现象。科技创新工作还存在许多需要改进的方面。一是创新发展极不平衡，对选矿工艺的研究较多，但对地质和采矿的研究偏少。二是科技投入比例失衡，对地质和采矿技术人员的再培训和技能提升重视程度不够。三是人才结构不尽合理，技术人才断档，缺少资深技术人才。四是激励机制还不够完善，激励机制还有待优化，一线员工的创新热情还没有充分调动起来。

三、对策和措施

（1）进一步完善科技进步与技术创新体系。应完善科技创新领导管理机构，在企业内部成立高层次的科学技术委员会，对科技发展和技术创新进行总体部署、规划和评价。加强科技资源的有效整合和优化配置，建立起高效的研发体系。整合内部科技资源，优化人力资源配置，建成组织机构健全、人员结构合理的技术中心，形成“技术中心抓两端，生产单位抓应用”的科技研发体系。利用科研机构和高等院校的科技资源，形成产、学、研协同开发的合作机制；以经济效益和社会效益为准则，建立科学的科技评价体系；通过有效的激励约束机制激发技术人员创新的工作热情，加速成果转化。完善一线员工创新激励机制，广泛开展群众性科技创新活动，激发职工的创造性和积极性。（2）加大资金投入力度。在企业建立科技研发基金，设立专用账户，保障科研资金的正常投入；通过合作研究，在资源综合开发利用方面寻求突破，申请省级和国家级项目，争取专项资金支持。在装备大型化、智能化方面寻求税收方面的优惠。（3）加强科技人才队伍建设。采取“外引、内培”相结合的方式，做好人才吸引、培养、使用三个关键环节，不断壮大科技人才队伍。以优厚的待遇引进高水平的技术精英，提高技术研发能力。对于内部人才，通过多渠道、多形式加强人才培养，加大培训力度，优化人才结构，营造人才成长的良好环境，造就一批顶尖技术人才；培养高素质能工巧匠式的技术人才队伍，尽快形成包含地质、采矿、选矿、装备自动化等门类齐全、梯次合理、素质优良、满足发展需要的人才队伍。（4）建立科学有效的人才评价体系，不断完善激励与约束机制。研究建立以能力和业绩为依据，由品德、知识、能力等要素构成的人才评价指标体系；完善人才评价手段、激励约束机制，建立适合专业技术人员特点的分配激励机制；设立各类奖金，加大奖励力度，充分调动专业技术人员的积极性和创造性。（5）加强国内、国际合作与交流。以灵活的模式和机制开展产学研的结合，对钛深加工、铁钒分离、铁产品精致化、多种有色金属综合回收利用等进行深度研究；密切关注国内、国际相关科技发展动态，把握科技发展方向，充分利用全球有色行业科技资源，广泛开展国内、国际交流，借助外力提高技术研发能力，实现科技的跨越式发展。（6）努力提升装备自动化、智能化水平。积极引进国内外先进技术和设备，提高整体技术装备水平，形成配套的生产和研发能力，实现数字化、智能化、绿色矿山、生态矿山的目的。

作者：刘发红 单位：陕西洋县钒钛磁铁矿有限公司