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选矿优化控制 2024-09-30 16:27:51

和平精英账号回收(和平金属回收厂)

一、和平回收和平回收废铜回收价格

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2019年起禁止进口废铜,精英金属近年废铜价格有望上涨。账号所以废品老板们可以放心囤货!2019年年底中国将禁止“废七类”进口。

废铜从形式上可划分为六类废料和七类废料,其中六类废料可以直接利用,而七类废料必须经过机器或人工拆解和分拣才能使用。这引起了关于废铜供给方面的担忧,对铜价上涨起到了推波助澜的作用。

扩展资料:

废铜的分类是按所含纯铜的含量来分的,如光亮铜(Cu>99%),#1铜(Cu>97%),#2铜(95~96%),马达铜(92~94%)(一般是电机里的马达上的铜)

紫杂铜(79~81%),冶炼级紫铜(90~92%),紫铜砖(93%),火烧线(95-97%),紫铜边料,H59黄杂铜(黄铜用+H表示)等等。

废铜是精炼铜的主要原料之一,包括旧废铜和新废铜,旧废铜来自旧设备和旧机器、废弃的楼房和地下管道等;新废铜来自加工厂弃掉的铜屑(铜材的产出比为50%左右)。

一般废铜供应较稳定,废铜可以分为裸杂铜(品位在90%以上)和黄杂铜(电线)(含铜物料(旧马达、电路板));而由废铜和其他类似材料生产出的铜,也称为再生铜。

二、黑龙江省查明优势非金属矿产开发利用现状

1.石墨

石墨是黑龙江省最优势的非金属矿产资源,不但资源储量大,在全国排第一位而且成矿条件好,资源潜力大。已评价并上省储量平衡表的矿产地22处,资源储量11359.7万吨(单位:晶质石墨);主要分布东部地区鸡西至萝北一线,西部地区仅漠河县门都里石墨矿一处;石墨矿质量好、品位高,绝大多数为鳞片状晶质石墨,土状石墨(隐晶质石墨)仅铁力市小白河石墨矿1处。

大型、超大型石墨矿产地有鸡西市柳毛石墨矿、勃利县佛岭石墨矿、密山市马来山石墨矿、穆棱市光义石墨矿、萝北县云山石墨矿等多处,其余皆为中型矿。

目前己开发利用的有鸡西市柳毛石墨矿、永台安山石墨矿、石场石墨矿、岭南石墨矿、三道沟石墨矿、三道沟东段石墨矿、土顶子和平石墨矿、穆棱市光义石墨矿、林口县碾子沟石墨矿、八道沟石墨矿、萝北县云山石墨矿、铁力市小自河石墨矿等12处。

大型矿山企业主要有鸡西市柳毛石墨矿、穆棱市中兴石墨矿(光义矿)、萝北县云山石墨矿,其他皆为集体、民营小矿山。年采矿能力在100万吨左右,石墨矿产量在10万吨左右,其中鸡西市柳毛石墨矿4万吨左右、穆棱市中兴石墨矿1~1.5万吨。萝北县云山石墨矿因选矿厂有不少是外省企业,产量难以统计。

由于受到国际市场的影响,石墨的开发经历了20世纪80~90年末的膨胀期,90年代末到2002年以后的萧条期,2003年以后开始了兴旺期。产品多以初级原料外销,以中一中高碳石墨为主,仅柳毛石墨矿生产石墨电极等深加工产品。选矿回收率低,大鳞片石墨产率低,开采中乱掘乱挖现象、采富弃贫、压矿现象严重。

截至2008年底,全省大型石墨生产矿山15家、中型石墨生产矿山3家、小型石墨生产矿山2家,小矿1家,年从业人员达2822人,年产矿量201.05万吨,完成利润总额672.00万元,创工业产值可达19948.50万元。近年来因为国际市场石墨产品需求量波动较大,石墨用量也不稳定,从中长期看,应利用黑龙江省石墨资源储量丰富和矿石质量好的优势,在产品的深加工和产品的更新换代上找出路,增加石墨制品的比重,形成龙头产业链。

2.硅线石

分布于东部地区,目前经评价上省储量平衡表的4处矿产地集中在鸡西市到林口县境内,资源储量715.47万吨(硅线石矿物),其中鸡西市三道沟硅线石矿为大型矿床,林口县龙爪山硅线石矿为中型矿床。

在世界上传统的高温耐火材料矿产红柱石的主要生产输出国南非、印度等地资源趋于枯竭的情况下,黑龙江省硅线石矿的重要地位就更显突出,但除林口县龙爪山硅线石矿具有一定生产规模外,均以民营零星开采为主。开发利用中存在的主要问题是选矿回收率低、产品深加工差、产业链短。

3.饰面用石材(包括花岗岩、花岗闪长岩、辉长岩)

黑龙江省饰面用石材矿资源丰富。因评价程度低,能上省储量平衡表的矿产地约26处,资源储量近6306万立方米,以中、小型矿为主。已开发利用的主要为林口县楚山花岗岩石材矿、张家沟花岗岩矿、东宁市细鳞河东胜村花岗石材矿、阿城市董家屯花岗石材矿、海林市大海林林业局南天门花岗岩石材矿等。主要矿山企业集中在林口县楚山地区,林口华龙石材集团为黑龙江省石材的龙头企业,年产各种石材约2万立方米;其次为哈尔滨爱尔爱司有限公司,以阿城市董家屯矿为基地,年产石材荒料约2000立方米;其他皆为小规模开采,在龙华石材集团外围集体、民营采矿企业至少有十几家。

产品以楚山地区的“楚山灰”(也有称“林口灰”)中外驰名,主要用做墓碑石,绝大部分外销;其次是董家屯矿的“冰花”,远销日本;其他的有雪花黑、柳叶黑、条纹黑、黑大王、横道红、柳叶红、天门红、阳光红、牡丹红、黑牡丹等品牌。

开发利用中存在的主要问题是无统一规划,宏观调控差(特别表现在林口县楚山地区),加工业不发达,多以荒料外销,创名牌的意识差。

4.水泥用大理岩、水泥用灰岩

上省储量平衡表的矿产地近40处,资源储量近20亿吨,绝大部分己开采利用;另外尚有140余处大理岩矿,虽未经详细评价,也已被开采利用。现有开采矿山300余家。

大型矿床有嫩江县关鸟河大理岩矿、伊春市苔青大理岩矿、浩良河大理岩矿、宾县孙家窑大理岩矿、阿城市孟家店大理岩矿、山河新明大理岩矿、玉泉大理岩矿、石发屯大理岩矿、桦南县老秃顶子大理岩矿、勃利县白石砬子大理岩矿、林口县大盘道大理岩矿、云山大理岩矿、牡丹江市拉古大理岩矿、密山市金银库大理岩矿等14处,其中石发屯大理岩矿、玉泉大理岩矿开采历史久,目前石发屯矿经几十年的开采资源储量己不足1000万吨。

在300余家矿山企业中,大型矿山仅哈尔滨天鹅实业公司采石场一阿城市新明大理岩矿一处,年开采量在100万吨以上;另外年开采量超过20万吨的有12家,大于10万吨的20家,其余多为零星小矿山。矿石绝大部分供水泥厂做水泥的石灰质原料。全省有水泥企业105家,需要量最大的是哈尔滨天鹅实业公司、牡丹江水泥集团、伊春市浩良河水泥厂、佳木斯鸿基水泥集团等黑龙江省水泥工业的四家龙头企业,极少部分用于铸造业、精化工业、饲料工业。

全省水泥用灰岩资源丰富、资源储量大,能满足本省需求。但优质水泥灰岩的勘查评价工作明显滞后,黑龙江省一些优质水泥需外进和进口来满足市场的需求。全省现有生产矿山105家,大型18家、中型4家、小型或小矿生产矿山83家,以小型以下的生产矿山企业为主,占全省矿山企业总数2.5%,年产矿石620.31万吨。当年,矿产品销售收入12262.25万元,完成利润总额2660.00万元,创工业产值可达12149.70万元。

5.陶粒用黏土(包括页岩、板岩)

黑龙江省发现的陶粒用黏土、页岩、板岩矿产地较多,因勘查程度不一,上省储量平衡表的仅9处,资源储量2500万吨左右。目前有开采矿山9处,开采规模都不大,较大的为鹤岗市新光陶粒页岩矿、宾县永发屯陶粒板岩矿、穆棱市光源陶粒页岩矿,这几个矿山的年开采量为5万吨,目前尚未达产。矿石质量较好的为鹤岗市峻德陶粒黏土矿,大部分为生产超轻级陶粒的矿石。

6.沸石

沸石矿资源丰富、潜力大,已发现的矿产地有20余处,经评价上省储量平衡表的4处,总资源储量11908.49万吨。嫩江县大砬子沸石矿、海林市沸石、膨润土矿为大型矿床。质量好的为嫩江县大砬子沸石矿,以斜发沸石为主,仅有一个矿体以丝光沸石为主;矿石中沸石矿物含量皆在60%以上,且为国内少有的优质沸石矿。另外穆棱市干沟子沸石矿,虽未经详细评价,但经初步调查、取样测试,确定该矿是以丝光沸石为主的大-中型矿。

经评价的4个沸石矿已开采,在20世纪80~90年代开采量较大,年开采量在25万吨左右(不算零星开采的小矿山)。近年来随着沸石做水泥活性混合材的用量大幅度减少,开采量也随之下降。现有开采矿山约16处,年开采量5~6万吨,主要是以原矿或经机械粉碎后出售,做配合饲料添加剂、微量元素添加剂载体,或生产复合肥,尚未利用其特殊的物理化学性能开发出深加工产品。

7.膨润土

资源丰富、矿产地较多,特别是在煤系地层中也发现了储量较大、质量较好的膨润土矿。质量较好的膨润土矿虽然资源潜力大,但多数未经评价。上省储量平衡表的6处,资源储量14595.4万吨。海林市沸石、膨润土矿最大。拜泉县新生膨润土矿、勃利县团山子沸石、膨润土矿规模不大,都属于质量中等(蒙脱石含量不超过60%,一般在40%~50%)的钙质土。另外在嘉荫县发现有钠质土,规模不详。嫩江县红旗-木耳气煤矿中伴有大量的膨润土,资源量近亿吨,但对其质量评价的不够。

已开采利用的有龙江县白土山膨润土矿,拜泉县新生膨润土矿,海林市沸石膨润土矿等。开采规模不大,年开采量最大的龙江县白土山矿,年开采量仅2~3千吨。目前主要用于铸造和生产复合肥,也试生产过活性白土、白炭黑。

8.珍珠岩

目前已发现的矿产地10余处,成矿条件好,资源潜力大。上省储量平衡表的4处,资源储量2938.10万吨。其中嫩江县门鲁河珍珠岩矿已评价的矿体,仅是矿体地表出露的一部分,资源/储量就己达1000多万吨。

开发利用较早的为穆棱市幸福屯珍珠岩,现该矿资源已基本枯竭。逊克县石麻大岗珍珠岩矿现已停采。嫩江县门鲁河珍珠岩矿虽然规模较大,但没有进行大规模的开采,只有几个个体户年生产矿砂几千吨。开采规模最大的为穆棱市太安屯Ⅳ号矿,年开采矿石量在5万吨左右。黑龙江省的珍珠岩矿一般质量较好,最好的嫩江县门鲁河矿,膨胀倍率都在20倍以上,最高达40余倍。

9.颜料黄黏土

颜料黄黏土矿是黑龙江省的一种特殊矿产,国内独一无二。探明储量的有讷河市老莱青山嘴子黄黏土矿、嫩江县双山黄黏土矿,资源储量192.0万吨。多年来一直开采的是讷河县青山嘴子矿,年开采量1000吨左右,大部分销往日本。

10.火山灰

是开发利用程度较高的矿产,上省储量平均表的矿产地有3处,资源储量4948万吨,分别是牡丹江市马鞍山一威子山矿、宁安县鹿道矿、林口县马鞍山矿,每个矿的年开采量都不超过10万吨,主要是供水泥厂生产水泥。

11.玄武岩

做评价的有铸石用玄武岩和岩棉用玄武岩两种。

铸石用玄武岩矿:仅牡丹江市黄花铸石玄武岩矿1处,资源储量11112万吨,以个体零星采矿为主,现有采矿户百余家,年总开采量达80万吨左右。其中铸石厂年用量仅l万吨左右,其余都做建筑碎石用。

岩棉用玄武岩矿:已评价3处,资源储量7274万吨,分别为克山县二克山玄武岩矿、五大连池玄武岩矿、鸡西市小湾沟拉斑玄武岩矿。开采的仅克山县二克山玄武岩矿,年开采量不足2万吨,为省内岩棉厂提供原料。

12.水晶

有压电水晶、熔炼水晶矿二种。

压电水晶矿有2处,资源储量8527千克(单晶)。其中伊春市东风压电水晶矿为大型矿床,探明资源储量8527千克,该矿曾被无序开采破坏,现已列为禁采矿,停采。

熔炼水晶矿有5处,探明资源储量771吨,有规模的为伊春市东风压电水晶矿伴生矿、通河县自然屯熔炼水晶矿。两处都已开采,其中的通河县自然屯矿保有资源储量不足400吨,产品以原料出售。

13.玻璃用硅质原料

包括玻璃用石英砂矿、玻璃用脉石英矿。

玻璃用石英砂矿:分布于黑龙江省西北部地区,依安县、克山县、讷河市、黑河市都有经评价的矿产地,资源储量在1591.3万吨左右。已开发利用的仅依安县上游乡道明石英砂矿,年产石英砂不超过5万吨,经选矿后精矿品级最好的可达一类二级品标准,尚不能单独作生产平板玻璃的原料。

玻璃用脉石英矿:资源储量在全国可排第一位,为709.6万吨。其中规模最大的萝北县尖山子玻璃用脉石英矿资源储量为617.5万吨,占全省的99%,但质量不佳,Si02平均含量95.56%,目前尚属难以利用的矿产资源。全省玻璃年产量在688万重量箱,绝大部分原料依靠从外省购入,所以黑龙江省实属玻璃硅质原料短缺的省份。黑龙江省虽然有十几家小型矿山开采,但原矿供给有少量缺口,要加强勘查矿山开发力度,缓解本省供给局面。

14.陶瓷黏土

陶瓷黏土矿的资源储量在全国排序为第三位,但严格地说黑龙江省无一处优质陶瓷黏土矿。目前评价的矿质量不佳,A12 O3含量一般不足17%,Fe2 O3含量多在3%以上,只能做生产日用粗陶原料或配料。黑龙江省的一些陶瓷企业多年来一直依靠从外省购入,最远的可达广东。近年来黑龙江省有的陶瓷企业已停业、转产,所以陶瓷黏土矿也是黑龙江省较缺的非金属矿产。

15.长石

黑龙江省的长石矿不多,大量的是含钾岩石。储量平衡表中总资源储量为1755.8万吨。其中最大的矿是密山市杨木乡插旗山霞石正长岩矿,资源储量超过l亿吨。真正的长石矿是五常市北沙河子伟晶岩型钾长石矿,资源储量仅1.2万吨,尚未开采。

16.蛋白石页岩

蛋白石页岩是一个新的矿种,在其被开发利用前,称“嫩江页岩”、“轻质页岩”,据其组成定为蛋白石页岩。见于嫩江县境内大面积出露。SiO2含量在80%以上,以组成定为蛋白石页岩。已开采,也有用做生产碱性水泥的添加剂、生产硅肥的原料,是一种开发利用前景大的非金属原料。

17.建筑用砂

截至2008年,黑龙江省生产矿山312家,生产矿山企业以小型和小矿为主,占全省现有生产矿山总数7.3%,与上年同比增长11.03%,年产矿砂663.02万立方米。当年,矿产品销售收入 5090.3万元,完成利润总额 446.01万元,创工业产值可达5282.23万元。全省建筑用砂矿产资源能满足需求,但随着采砂行业满足市场需要的同时,也增加了环境治理上的压力,要加强保护性开采。

18.砖瓦用黏土

截至2008年,黑龙江省生产矿山1096家,与上年同比减少了33家,下降3.00%。以小型以下的生产矿山企业为主,占全省矿山企业总数24.86%,年产矿量1786.69万吨。当年,矿产品销售收入57200.33万元,完成利润总额5081.81万元,创工业产值可达64603.30万元。全省资源丰富,由于破坏耕地严重,不应再提倡使用,应尽快寻找和勘查替代资源。如黑龙江省陶粒页岩及板岩较丰富,是理想的生产墙体材料的矿产资源,应加大勘查力度,摸清全省资源家底,要具备战略的眼光研究这个课题。

在黑龙江省开采量大的非金属矿产资源还有水泥配料黏土矿、熔剂灰岩矿、化肥用蛇纹岩矿。叶蜡石矿、透辉石矿、萤石矿、石榴石矿、铸型用砂矿、泥炭矿开采规模不大。菱镁矿已基本采完;云母矿、石棉矿尚未开发。

三、非金属矿采矿

矿山的开拓方式、生产规模、采矿方法、装备水平主要取决于矿床规模、矿床储存条件、矿物的性质、矿产品的价值以及国家的技术经济基础。一些矿业发达国家,特别是工业发达国家拥有大型、特大型金刚石、石膏、高岭土、大理石、石棉等的矿山,采用大规模、集约化开采,这些非金属矿山的技术装备水平一般与大型煤矿山、金属矿山相当,有的非金属矿山的开采作业达到了采矿业的先进水平,如俄罗斯雅库基、南非的金刚石矿、俄罗斯巴日诺夫和加拿大魁北克的石棉矿、美国的高岭土、凹凸棒石、膨润土和石膏矿,以及挪威的石灰石矿等,那些先进国家的石墨、滑石、重晶石、白云石等非金属矿山,规模较小,但装备水平和经营管理水平较高,相应的技术经济指标也较高。

目前国外非金属矿采矿技术发展现状大致如下:

一、露天开采比重大于地下开采,露天矿采深越来越大

非金属矿的开采,露采地采兼有。然而,露天开采具有可采用大型高效采矿设备、生产能力大、劳动安全条件相对较好、资金投入产出较快等一系列优点,国外非金属矿山只要条件许可都尽可能采用露天开采。据美国地调局《Mineral Yearbook》2005统计,2004年美国工业矿物矿岩量36.08×108t,其中露采35×108t,占97%,同比增长4%,地采1.08×108t,只占3%,工业矿物产品的平均价格,露采为20.54美元/t,地采为28.34美元/t。2004年美国几种非金属矿露采和地采的开采量如表2-1-1所示。

表2-1-1 2004年美国几种非金属矿开采量(104t)

占世界高岭土产量50%以上的英美高岭土矿山都采用露天采矿方法,目前世界最大的石棉生产国俄罗斯和加拿大的石棉矿山也都采用露天采矿,绝大多数的世界大型的石膏、膨润土、石灰石、大理石等的矿山都是露天开采。

随着采矿工作的进展,矿坑开采深度不断加深。如2005年俄罗斯雅库基的和平金刚石矿、纪念日金刚石矿、成功金刚石矿的深度已分别达到525 m、500 m和610 m。俄罗斯巴日诺夫石棉矿原设计露采最终深度为680 m,目前采深已超过700 m。由于通风安全和运输的经济性,目前他们都在计划或已实施露转地的问题。

二、机械化自动化水平不断提高,大力发展连续式或半连续式采矿工艺

为了节省人力,提高劳动生产率,降低生产成本,国外非金属矿山不断提高机械化和设备大型化的水平。与此相配合,发展了连续式或半连续式采矿工艺。

国外非金属矿露天矿山一般采用螺旋沟开拓、台阶式开采。表土剥离采用凿岩爆破法,用前端式装载机、液压铲或大型索斗铲配合大型汽车装运。如俄罗斯萨勃鲁夫斯基滑石生产联合体的“新透镜体”滑石矿。储量2718×104t,矿体长1050 m,滑石菱镁矿层厚度50~350 m,探矿深度80~90 m。该矿采用水平分层下行式台阶开采,台阶高度10 m。表土层为页岩、斜长花岗岩和角闪岩。年矿石量19700 m3,剥离量3500 m3。剥离岩石由凿外工作预松散后,用5 m3机铲采装到翻斗车,运去填路或露天尾矿堆。矿块用SBMK-5行钻机穿孔。爆破后矿石用电铲、翻斗车装运至中间矿仓或选矿厂受矿仓。

德国Stassfurt白云石矿床,矿石平均密度为2.3~2.5g/cm3,矿体性状多变,裂隙丰富,在几米范围内,矿石强度和品位都显著不同。矿山采用选择性开采,根据配料要求挖掘所需块段。因此采用了Caterpillar的液压铲进行挖掘。液压铲重93 t,最大功率448 kW。铲斗具有5个弯齿,同铲斗底部曲线性状相匹配。斗容5.5 m3,工作压力500 kW。大块岩石用铲斗底部坠球捣碎,再用铲斗铲装到自卸汽卡车。

在采矿生产中,广泛采用大孔径牙轮钻或潜孔钻凿岩-电铲(液压铲、前装机)-汽车-半固定式破碎机-带式输送机装运的半连续式生产工艺(如俄罗斯乌拉尔石棉公司)。有些非金属矿种的生产采用了连续式生产。如英国的高岭土矿山使用高压水枪水力开采高岭土,矿浆通过管道泵送到储浆池,再泵送至选厂进行水洗。乌克兰的高岭土矿使用斗轮铲联合装置进行开采、运输和堆矿,实现了高度机械化的连续工艺。

美国Oil-Dri公司年产包括凹土在内的漂白土100×104t,是世界最大的优质宠物垫料和吸附剂生产和供应商,其矿山采用露采,4个矿段,每个矿段仅用3人,分层开采机械复垦,生产过程全盘机械化。

地下开采采用竖井、斜井、平硐等方式进行开拓。为了进一步降低成本、提高劳动生产率,实现半连续或连续式采矿生产,国外非金属矿山地下开采尽量采用斜井开拓,带式输送机或自行式输送设备运输矿石的方式,如英国三维世硬石膏矿等。

三、不断改进采矿方法,以适应高效设备的需要,提高劳动生产率和资源回收率

在地采矿开采方法上,随着无轨采矿技术、中深孔大孔径凿岩技术,以及先进的采矿机械设备的发展,使较老的劳动强度较高、材料消耗较高的采矿方法,如人工水平分层充填法、留矿法等,逐步被以利用先进技术设备的机械胶结充填法、阶段崩落法、房柱法、中深孔分段崩落法、分段平巷法所取代。例如美国石膏矿采用露天矿台阶式开采,铲运机直接进坑装矿运矿。英国三维世硬石膏矿使用6 m3铲运机,工效达到230 t/工班。

摩洛哥Samine矿自1974年投产,它以38%高品位CaF2的矿石而闻名,矿石能加工成98%CaF2的产品。原用留矿法开采,矿石回采率低,选择性差,生产率低,生产成本高,初始投资高。他们利用钻探岩心资料绘制三维地质图,根据地质条件开发了机械化倾斜分层充填法,使矿石回采率达到了90%,生产率提高了20%,最高矿石贫化率仅10%,采矿成本降低了1/3,特别是抢救了270×104t CaF2,37.4%的矿石储量,提高了10年的矿山寿命。对于邻近矿区相同的地质条件下采用该采矿方法,预期又能增加350×104t的储量。

目前俄罗斯雅库基ALROSA金刚石公司“国际”矿含金刚石金伯利岩的地下开采,就是采用联合采矿机进行开采的。这是世界上采用联合采矿机开采金刚石矿的第一例。该矿井下使用了2台奥地利Fest Alpine Bergtechnik公司出品的联合采矿机,以及2台雅库基金刚石设计研究院和ALROSA公司共同研制的联合采矿机。“国际”矿改进了联合采矿机的执行机构,加快了切割头的转速,改进了刀头的分布方案、数量和尺寸。采用联合采矿机对保护金刚石的天然晶体有着重要的意义。矿山进行的检验和统计证明,从1t金伯利岩中回收的金刚石的价值比原来采用小孔凿爆法采矿时要高。该矿目前的开采量为50×104t/a。

四、非凿岩爆破开采法得到因矿制宜的应用,且其应用有扩大的趋势

非凿岩爆破开采法在半硬和硬质岩石的露天矿开采中的研究已经有很长时间了。问题的提出,一是因为希望用它来取代劳动强度很大,且有危险的凿爆工艺;二是借此开发新一代的高效、经济的露天矿开采和剥离工作的连续作业工艺。

非凿爆开采法在中等硬度以下的矿岩挖掘中也早就有所应用。如用在国外的高岭土、石膏、滑石和石灰石的采矿中,像乌克兰的高岭土矿使用斗轮铲和堆取料机联合装置进行采矿,实现了高度机械化的连续工艺;美国帕贝科日恩松石膏矿采用铲运机进行开采,取代原用的凿岩爆破法,采矿成本可降低2/3。

自20世纪90年代中期以来,专业生产的炸药价格大幅度上涨,使1 m3凿爆法采出毛矿的成本大大提高。此外,随着世界各国对环境问题的关注度日益提高,为消除或降低凿岩爆破采矿所带来的噪声、粉尘和震动,近年来非凿岩爆破采矿法的研究有所加强,应用有逐渐扩大的趋势。

岩体非凿爆法采掘的采矿设备必须具备以下条件:一是具有很高的切割应力,以及相应于应用单位生产能力的劳动生产率;二是松岩和采掘矿岩的能耗要低;三是应有足够的机动灵活性和在较大坡面的工作平台上操作的能力;四是应具有工艺和生态上的安全性。

采掘装岩设备可以同时完成松岩、挖掘和装岩功能,是最能满足大规模生产要求的。从被开采和可能使用该法开采的矿床的采矿地质条件和采矿机械现状来看,在最近10~15年内,最可能用作非凿爆采矿的主要设备有带刨岩斗齿的单斗液压铲和索斗铲、分层刨岩机和斗轮铲。用于非凿爆法采矿的单斗液压铲的发展方向是配备专用铲斗和松岩器的液压铲和带冲击式斗齿的机铲和液压铲(动力铲斗的挖掘机)。而后者是最有希望的。20世纪末,奥地利Fest-Alpine公司和德国的Nidermaier公司以及瑞典的公司已经制成和成功试验了斗容5~7 m3的动力铲斗液压铲。俄罗斯乌拉尔重型机器公司在俄罗斯科学院矿业研究院的配合下,在原成批生产的ЭКГ-5A型电铲的基础上,制成了带动力铲斗的ЭКГ-5B型电铲其与ЭКГ-5A型电铲的区别和改进是主要工作机构改变了,并在电铲扩大的回转平台上配备了附加机构。ЭКГ-5B型电铲在石灰石、白云石和煤矿投入了生产,实践表明,斗齿刃的单位冲击能为100 J/cm,可以成功地开采抗压强度80MPa的岩石,平均劳动生产率为120~275 m3/h,在使用率为0.41~0.67的情况下,年生产能力可达72×104m3。还确定了ЭКГ-12B型带动力铲斗的电铲的工作机构参数,证实了将单位冲击能提高到200~250 J/cm,冲击频率提高到8~12 Hz的合理性,在这种条件下,设备能有效地采掘抗压强度达100MPa的岩石。

全世界都很关注无须预松岩直接连续作业的岩体采掘装载机的制造。在20世纪80年代初,俄罗斯就有分层刨岩型联合采矿机生产,现在全世界采矿设备制造商已经对40种型号的联合采矿机进行了工业试验。最有代表性的有Virtgen公司的联合采矿机,可以开采层厚0.2~0.6 m、抗压强度达80MPa的岩石。由德国Krupp Ferdertechnik公司和俄罗斯库兹巴斯塔尔琴斯基煤矿合作研发的KSM-2000 p型联合采矿机,在抗压强度为70~80MPa的岩石中进行分层开采,最大刨岩深度可以达到2.6 m,在松岩后的岩体中,它的最高生产率达到2000 m3/h,是目前所有联合采矿机中效率最高的。美国石膏矿采用铲运机开采法,取代原用的凿爆法,使采矿成本降低了3倍。

为了保持传统台阶式开采工艺的技术优势,确保非凿爆法流水作业的进行,一些国家着力配制增强切割应力的斗轮式挖掘机。捷克Unex公司K-650型斗轮式挖掘机在俄罗斯“成功”金刚石露天矿的工业性试验和俄罗斯ЭКГ-400/1000型斗轮式挖掘机在俄罗斯雅库基金刚石砂矿的生产应用证明,这类设备基本上能满足在抗压强度为60~80MPa的岩体中的非凿爆法采矿作业要求。

然而,研究结果和实践经验证明,在可预见的将来,还不能完全将非凿爆法看作是凿爆法开采的替代方案。在大量不同的采矿地质条件下,每一种采矿设备都有它有效应用的范围。特硬和特黏的整体岩体,如花岗岩、辉长岩和辉岩等,在目前的发展水平下,进行有效的松岩还得依靠爆破。砂矿、砂砾矿、粘土矿、中等硬度的矿床,如石灰岩、页岩、砂岩、粉砂岩、泥质岩、白垩、交代类岩石、金伯利岩,以及某些类型的铁矿、铜矿、有色金属矿和金矿,采用非凿爆法开采,目前还是成功的。

总之,利用目前已有的设备正在和可以成功地进行非凿爆法开采的应用范围有:

1)抗压强度在60~80MPa的Ⅰ类、Ⅱ类和部分Ⅲ类岩石的矿床和个别矿块。

2)需要选择性开采的、结构复杂的矿体。

3)不能采用凿爆法进行松岩的矿床和矿块,如居民点、工业建筑附近的矿床和矿块。

4)由于技术原因残留的矿块和矿堆等。

我国岩石为中等硬度以下的小型非金属矿山,多数都采用手工开采的方法,挖掘装运矿石的工具仅为手镐、簸箕和手推矿车。尚未看到有采用机械化非凿爆法开采非金属矿的报道,因此在这方面目前无法与国外先进水平相比。

五、设备继续趋向合理的大型化、讲究高效和节能

国外非金属矿的露天开采采用大孔径牙轮钻或潜孔钻、长钻杆自动控制穿孔技术。俄罗斯建材矿山70%以上采用高效牙轮钻机凿岩。如俄罗斯ALROSA金刚石露天矿目前采用俄罗斯国产CБШ-250、270型牙轮钻机、芬兰Tamrock D-75 KS和Ingersol Rand D-2m钻机,孔径达250~270mm。装矿用斗容4~16 m3的电铲或前装机,运输用装载量30~136t的自卸车。俄罗斯乌拉尔石棉公司巴日诺夫石棉露天矿穿孔用CБШ-250 MH型牙轮钻,孔径为250mm,装矿用8~12.5m3电铲,运输用30~120 t自卸车,以及黏着质量930 t的173-2M牵引机组。加拿大黑湖石棉公司露天矿采用φ190~250mm的牙轮钻穿孔,7 m3前装机装矿,100 t级以上的自卸车运输。

为了节能和提高劳动生产率,国外非金属矿山注重适时更新设备。如俄罗斯ALROSA金刚石公司每年投入23亿~30亿卢布购置发达国家制造的设备,如Caterpillar和Komazu斗容16 m3的反向铲,吨位136 t的Caterpillar,Komazu和Dresser翻斗车,俄产5~15 m3的正向铲。巴西Mineracao de Amianto石棉公司2003~2004财政年度投资1300万美元置换运输翻斗车,2006年投资1500万美元更新设备。

在地下矿巷道掘进方面,俄罗斯研发和投产了一种钻机、装药和爆破-岩石装载工序的联合机组,附设工业机器人和微处理机,确保巷道掘进工作准确安全高效地进行,消除了掘进工人笨重的体力劳动。

俄罗斯乌拉尔石棉公司巴日诺夫露天矿开发了一种乳状炸药机械化制备、装运和装药机。这种设备是在对适应本矿崩矿需要的安全、廉价的乳状炸药进行了长期研究后开发出来的。这种MЗГ-10型制药、运药、装药机,载重10 t,可以直接开到工作面进行制药和装药。2004年通过了验收后,全面投入了使用,目前能满足露天矿炸药总消耗量的98.2%。采用这种技术,对于含水矿体的爆破工作,与原先采用的技术相比,可节省费用2.6倍。

加拿大石棉矿山的装药车配备自控装置,可以根据不同矿岩不同的爆破性能随时调整炸药的成分含量以改变炸药的爆炸威力。甚至在同一炮孔中也可以做到不同部位装不同的炸药,以提高爆破质量。

六、注重科学采矿,不断改进工艺,提高劳动生产率

(一)全球定位系统技术和工业电视的应用

目前工业发达国家非金属矿业在露天采矿中较为普遍地采用全球定位系统技术(GPS)来配置监控调度钻机、矿岩铲装和运输设备,保障其正常生产,以及在各种设备发生故障时及时地调度维修,以便最大限度地减少窝工时间,提高设备利用率。地下采矿的矿山,则广泛采用工业电视,在中央控制室监控各工作面、卸矿点、装矿点的工作和提升运输的情况。

(二)广泛采用计算机技术

计算机技术,已在工业发达国家的非金属矿山得到了广泛的应用,在采矿工作设计阶段,帮助设计人员利用计算机技术模拟矿床的条件,应用专用的软件,准确地作出决策和设计方案;在采矿工程开展过程中帮助采矿工程技术人员采用计算机模型模拟采矿现场情况,进行采矿方案的比较和选择,可提高采矿场的稳定性和安全性,提高资源的回收率和劳动生产率;在采矿过程中,可帮助采矿工程技术人员进行采矿工作的管理,矿石的运输管理。如加拿大石棉矿,根据地质勘探的结果,将矿石按其质量、品位、矿物组成、性质等因素,确定不同的价值。然后利用计算机技术按照地质勘探的结果,绘制出矿体三维模型,并将其按其中矿石的价值划分成不同矿石价值的矿块。为一定质量要求的产品进行采矿时,可在三维模型上进行配矿,确定所需的矿块以及采掘的数量,再按此设计各矿块工作面炮孔布置、炮孔数量和深度、各排炮孔的装药量、爆破方法和顺序、装运设备的配置和调度等。

(三)重视矿石的质量控制

工业发达国家的非金属矿业不仅对最终产品实施质量控制,而且对加工过程实施在线控制。如俄罗斯采矿化学品有限公司Kuldur水镁石矿,从采矿开始就把好质量关,通过详探台架试验确定生产矿块,再用生探进一步取样分析准确确定应爆矿段,爆破后将矿石按要求破碎分级,送往不同产品的工艺流程。在整个采矿和加工过程中都对MgO、CaO、SiO2、Fe2O3的含量进行测定和监控。而我国非金属矿山普遍只对最终产品进行质量控制,而且大多数小型非金属矿山并无正规的质量检验。

(四)金刚石开采中爆破对晶体破坏的研究

俄罗斯矿山科学研究院对在开采含金刚石金伯利岩时,爆破工作对晶体的破坏进行了研究,并对爆破破坏晶体的行为进行了模拟,确定了破坏晶体的潜在危险带的半径,研定了爆破脉冲形式和应力波振幅-时间特性的控制方法,从而为计算能保护晶体的爆破工作参数奠定了基础。

(五)露天矿强化装运工作的新技术

俄罗斯矿山科学研究院研发了一种强化装运过程的工艺和一套矿石堆料卸料装置,使露天矿装运工作实现了流水化。矿石堆料卸料装置由列车式矿仓、矿堆下移动式振动给料器和自行式翻斗车组成。这套装置的工作原理如下:沿工作面平行于矿车轨道建一条辅助轨道,列车式矿仓停靠在辅助轨道上,列车式矿仓起到一种缓冲矿仓的作用。矿堆下移动式振动给料器和自行式翻斗车安装在列车式矿仓的车架上。电铲将矿石装在列车式矿仓中由移动式振动给料器和自行式翻斗车将矿石转卸到运输矿车的车皮中。这样电铲可以连续向列车式矿仓装矿,移动式振动给料器又可以连续向运输矿车的车皮装矿,使露天矿装运工作流水化。运输矿车的停靠和装车时间不超过2~3 min,比循环作业时装车作业时间缩短了10~20倍。

另一种强化露天矿装运工作的方法是使用大容量的铲斗配合长度与翻斗车车厢一样的振动给矿器。生产时,后者停放在运输线附近已采台阶的上帮,给矿器一次就能装满一辆翻斗车车厢,可大大缩短装车时间,提高主要采矿设备的利用率,露天矿的工作台阶也可提高,从总体上提高了采矿能力和劳动生产率,节省了能源,并有利于降低对环境的污染。

这种工艺和综合装备已在俄罗斯一些露天矿投产,可提高电铲的利用率20%~240%;运输车辆的利用率10%~120%。

(六)涡流爆破工艺

俄罗斯新西伯利亚的一个石料露天矿采用涡流爆破工艺,可以使用低能廉价炸药,节省了生产成本;提高了岩矿爆破的抛掷能力,减少了有害气体的排放,改善了技术经济效益和生态环境。

涡流爆破工艺的原理是在药包中装一个“涡流发生器”,起爆时,涡流发生器生成涡流,促进爆破气流产物的强制对流,补爆起爆气流产物中未爆燃料和氧化剂颗粒,增大了爆破气体的体积和对钻孔深部的挤压,提高了爆破脉冲,从而提高了爆破效率。

该矿在使用涡流爆破工艺后,台阶高度提高到15 m,炮孔深度18 m。

我国大中型非金属矿山,大多是20世纪50~60年代建立的老企业,更新改造能力差,矿山虽然实现了部分机械化,但现有的设备远不及工业发达国家的水平。而占我国非金属矿山企业绝大多数的是小型乡镇企业或个体企业。它们大多没有正规的设计,没有完整的开采顺序和采矿方法,采矿巷道及其装备也不正规。采用的是手工开采,铁锤钢钎凿岩,贴炮爆破崩矿,人工装矿,手推矿车运矿等等。甚至乱采乱挖,采富弃贫。因此矿石损失贫化严重,矿石块度不均匀,大块率高,二次破碎率高,导致资源回收率低,浪费严重;劳动强度大,劳动生产率低。改革开放以来有一些矿山企业进行了一些技术改造,但绝大多数企业变化不大。与工业发达国家相比,我国非金属矿业采矿业的生产技术水平差距很大,采用的设备规格小,在自动化上基本上是空白。然而近年来,我国引进了外资,出现了一批外资和合资非金属矿企业,同时也引进了一些较为先进的采矿方法工艺和较为先进和大型的设备,如广西桂林桂广滑石开发有限公司,辽宁海城艾海滑石有限公司和一些大型水泥集团公司的石灰石矿山等。如法资拉法基都江堰水泥厂3500 t/d生产线的石灰石矿山,采场采用自上而下水平分层采矿方法,用全液压顶锤式钻机穿孔,手持式风钻辅助凿岩,中深孔多排孔微差爆破;矿石用5.5 m3全液压履带式挖掘机装入32 t矿用翻斗车运至储矿点,经6.7 m3轮式装载机装运到破碎站,破碎的矿石用钢心胶带输送机输送到水泥厂石灰石储库,实现了全机械化循环流水作业。这些企业对我国的非金属矿采矿事业起着一定的示范作用。

参考资料:冶炼自动化