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高嶺土、膨潤土等煤系共伴生礦產(chǎn)資源開發(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(shù)煤系地層中,是不可再生的資源。充分發(fā)揮其資源優(yōu)勢,提高其開發(fā)、加工及綜合利用水平勢在必行。
  一、國內(nèi)外技術發(fā)展趨勢
  1.采礦技術
  (1)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,實現(xiàn)了各工作面間的快速移位。大型輪式裝載機械近年來主要發(fā)展了礦用汽車,載重量達到了327噸。
 ?。?)工藝裝備高新化。隨著數(shù)控計算、全球衛(wèi)星定位、高速高頻雙向無限數(shù)據(jù)通信以及平面顯示等新技術、新設備的應用,通過遙控中心監(jiān)控和監(jiān)視采礦設備,裝載、運輸和卸載操作將全部實現(xiàn)自動化或遠距離遙控。無人化開采系統(tǒng)、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
 ?。?)特殊工藝技術不斷涌現(xiàn)。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程的技術大體已趨成熟,但有些礦種的選礦技術還需不斷開發(fā)完善。針對這些礦種,國內(nèi)外開發(fā)應用新工藝、新技術及新設備的動向正呈現(xiàn)加速之勢,導致特殊選礦工藝技術不斷涌現(xiàn)。
 ?。?)選礦設備的研發(fā)不斷取得進展。工業(yè)發(fā)達國家為了提高選礦技術水平,不斷研制和開發(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的進展。當前國內(nèi)選礦設備研發(fā)的技術水平也已跨上了新的臺階,取得了一定的進展。
 ?。?)優(yōu)化控制系統(tǒng)正在研發(fā)。上世紀90年代,許多選礦作業(yè)通過分段應用先進技術,選礦廠物流系統(tǒng)大部分設備的起、停實現(xiàn)了集中自動控制,取得了巨大的經(jīng)濟效益。國外礦業(yè)發(fā)達國家正研究開發(fā)選礦廠的全廠優(yōu)化控制系統(tǒng)、朝著優(yōu)化、自動化、方向發(fā)展。
 ?。?)尾礦開發(fā)利用受到重視。一是從尾礦中選出部分有價值的組分,制造高附加值產(chǎn)品;二是將無再選價值的尾礦整體利用,以其為主料制造各種產(chǎn)品。
  3.礦物深加工技術
 ?。?)超細粉碎及精細分級技術。該技術是煤系共伴生礦物最主要的深加工技術之一,其關鍵在于設備。在該領域日本、德國、美國、加拿大等國一直處于世界選進水平。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、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得到不斷開發(fā)和應用。C、現(xiàn)有的粒度檢測方法和儀器將得到進一步完善,料大小和粒度分布自動監(jiān)控技術將會得到不斷開發(fā)和應用。
 ?。?)礦物改性技術。一是改性工藝和設備呈現(xiàn)有斷配套和完善之勢;二是活化劑的開發(fā)和攻關成為重點;三是通過化學處理、表面和熱處理改性等方式來改變礦物的理化、表面物理性能和物理性質(zhì)等。
 ?。?)精細提純技術。隨著航空、航天、電子及高技術陶瓷等領域?qū)Ψ墙饘俚V物的提純要求越來越高,大大地促進了礦物微細粒提純技術的發(fā)展。該技術將是需要大力發(fā)展的主流技術。
  (4)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)資源開發(fā)利用的技術瓶頸,大力開發(fā)先進的煤系共伴生資源煅燒技術和大型化設備已成為必然趨勢,并將會形成一個巨大市場前景的產(chǎn)業(yè)。
 ?。?)礦物材料加工技術。隨著信息、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越嚴格,但是可直接用作功能材料的天然礦物的數(shù)量十分有限。近年來,加工、合成功能性礦物新材料技術已成為礦物材料加工技術的主流方向。
  二、技術對策
  1.積極建立以企業(yè)為主體,產(chǎn)學研聯(lián)合的技術創(chuàng)新體系,組織關鍵和重大技術開發(fā),推進煤系共伴生礦產(chǎn)資源開發(fā)利用科技成果產(chǎn)業(yè)化;積極培育和發(fā)展技術市場,運用市場機制促進新技術、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發(fā)利用向高技術層次轉移,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口的不協(xié)調(diào)狀況,努力使深加工技術朝著粒度超細化、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適用技術,組織實施示范工程項目。重點以煤系高嶺土超細、煅燒、增白、改性為突破口,帶動煤系鋁礬土、耐火粘土、膨潤土、硅藻土、硫鐵礦和石墨等資源開發(fā)利用的技術發(fā)展。通過技術政策和技術指南、技術導向目錄等引導技術發(fā)展方向和投資方向。
  4.抓好基礎工作。
  (1)建立礦物材料基本性能表征和相關礦物材料數(shù)據(jù)庫,建立統(tǒng)一的礦物材料表征測試方法和組織領導體系。
 ?。?)摸清礦物材料成分、結構、性能關系。
 ?。?)加強礦物新材料的開發(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)資源開發(fā)利用社會中介機構的服務功能,開展技術咨詢、服務活動,組織技術交流和培訓。
  三、 加快煤系共伴生資源開發(fā)利用的建議
  1.確立正確的技術發(fā)展思路
  正確的技術發(fā)展思路是:提高資源利用意識,以市場為導向,依靠技術進步,開發(fā)科技含量高、產(chǎn)品附加值高的精加工和深加工產(chǎn)品,不斷擴大應用領域,變資源優(yōu)勢為經(jīng)濟優(yōu)勢。
  需重點開發(fā)的煤系共伴生礦產(chǎn)資源是:高嶺土,重點發(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.改進資源綜合利用管理機制,完善管理體系
  (1)在新建和改擴建項目時,應有經(jīng)濟效益評估、環(huán)境影響評價報告,還應提出資源綜合開發(fā)利用評估報告。還應提出資源綜合開發(fā)利用評估報告。對礦產(chǎn)資源要進行綜合勘察、評價、開采和利用。在提出主礦產(chǎn)開采方案的同時,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設計、同進施工、同時投產(chǎn)。
 ?。?)加強行業(yè)自律和企業(yè)內(nèi)部管理,完善基礎性工作,建立煤系共伴生資源利用統(tǒng)計和評價指標體系,完善產(chǎn)品技術標準和資源利用核查制度。
 ?。?)加快形成資源利用產(chǎn)業(yè)鏈,促進良性循環(huán)。
  3.制定和完善產(chǎn)業(yè)政策,促進煤系共伴生礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展
  制定和組織實施煤系共伴生礦產(chǎn)資源開發(fā)利用的產(chǎn)業(yè)政策,鼓勵發(fā)展先進、高效、經(jīng)濟和市場急需的技術、工藝和裝備,限制落后的技術、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(tǒng)的煤炭采掘業(yè)和共伴生礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè),實現(xiàn)跨越式發(fā)展。進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,頒布資源開發(fā)利用目錄并加強政策落實工作,建立共伴生礦產(chǎn)資源專項資金,重點支持共伴生資源產(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(diào)整,發(fā)展 煤系共伴生礦產(chǎn)深加工產(chǎn)品,做到高起點、高技術、高投入;二是加快技術進步,提高技術開發(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接軌的外貿(mào)出口體制,四是加快信息網(wǎng)絡建設,及時掌握國際信息,以便應付市場變化;五是加快礦產(chǎn)品和材料制品標準制定,與國際標準接軌;六是加快市場培育和現(xiàn)行產(chǎn)品的更新?lián)Q代。
  5.拓展國際交流會與合作,加強煤系共伴生礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展能力
  要積極學習、借鑒國外開發(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水平和管理水平。通過各種形式,高起點地引進國外技術設備,做到引進、消化吸收、創(chuàng)新的有機結合,促進技術進步及產(chǎn)品的升級換代,形成具有自主知識產(chǎn)權核心技術和主導產(chǎn)品,建立有利于引進技術和裝備國產(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,占領技術制高點,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。
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