为充分、高效地利用资源，鞍钢矿业在国内率先开展了选矿技术的攻关。图为大矿全景图。
鞍钢矿业采取“逆向思维”的攻关思路，由传统的“选铁提铁”转为“选硅提铁”，从根本上解决了国内贫铁矿资源工业利用难的问题。
■本报记者 李惠钰
在严苛的节能减排重压之下，以环境效益换取经济效益的传统矿山企业，不得不在这场行业洗牌中谋求转型。
为了摘掉耗能大户的“帽子”，一家大型冶金矿山企业——鞍钢集团矿业公司（简称鞍钢矿业）通过对生产经营全过程攻关，摸索出一条独具特色的节能新套路。
升级节能设备
鞍钢矿业是鞍钢集团的全资子公司和主要矿石原料生产基地，也是集探矿、采矿、选矿、烧结、球团生产、采选工艺研发设计、工程技术输出为一体的国内储量和生产规模最大的铁矿山企业。
然而，对于这样一家资源、能源消耗密集型矿山企业，要想彻底改变以往高投入、高消耗、高排放的粗放型发展模式，并非易事。
在鞍钢矿业，很多矿山都建于上世纪五六十年代，工艺装备也基本在那时就投入使用，由于老矿区的设备型号小、流程长，也导致了能耗高、效率低的问题。
为了加快淘汰高耗能设备设施，鞍钢矿业在老企业改造和新矿山建设的过程中，也同时展开了工艺装备大型化、现代化的升级换代。
鞍钢矿业公司设备部部长白镇河对《中国科学报》记者表示，针对烧结工序的改造，鞍钢矿业已经淘汰了原有的4台75m2小型烧结机，并新建了一座360 m2的大型现代化烧结机。与此同时，工艺也从原有落后的热矿烧结升级为更加节能的冷矿烧结。
不仅如此，鞍钢矿业每年还都要结合技术改造和设备大修来实施一系列的节能项目，通过这些节能举措，逐步淘汰原有的高耗能电机、变压器和老式胶泵。在电价逐年上涨的情况下，也能够保证生产成本中能耗所占比重及总费用不增加。
据了解，早在2009年，鞍钢矿业就投资5200多万元实施了工业照明改造、高能耗电机更新、低效率胶泵更新、钻机改变频调速装置、球磨机多段泵安装变频器、利用太阳能装置替代加热设备等六大节能项目。这些节能举措使得鞍钢矿业每年节电约2840万千瓦时、节约动力煤6100吨，创效1600多万元。
“通过设备的大型化改造，不仅简化了工艺流程，提高了生产效率，也降低了能耗和生产成本，同时还实现了全程自动检测、自动控制，现场环境也得到彻底改善。”白镇河说。
突破关键技术
可以说，节能降耗能否成功的关键在于企业，而企业节能降耗的有效途径则需要大量的新技术作为支撑。
由于鞍钢矿业铁矿资源品位低、复杂难选，这也导致资源开发利用难度加大、效率降低。为充分、高效地利用资源，鞍钢矿业还在国内率先开展了选矿技术的攻关。
他们采取“逆向思维”的攻关思路，由传统的“选铁提铁”转为“选硅提铁”，开发出一条阶段磨矿、粗细分选、重选—磁选—阴离子反浮选工艺流程，从根本上解决了国内贫铁矿资源工业利用难的问题。
鞍钢矿业公司科技部部长马旭峰告诉《中国科学报》记者，自新工艺应用以来，鞍钢矿业铁精矿综合品位达到67.45%，比改造前提高了3.06%，铁精矿SiO2含量降至4.5%，比改造前下降了4.8%。矿产品位的提高，也使得入炉矿品位提高了5.4%，高炉利用系数提高了0.35t/m3·d，矿耗下降了190kg/t，综合焦比下降了54kg/t。
如此下来，鞍钢矿业每年少消耗原矿1200万吨，为企业创造的综合效益高达28.7亿元。而这一拥有自主知识产权的重大科技成果，也被业内誉为选矿领域的一场技术革命，其推广应用使整个国内冶金矿山行业焕发了新的生机。
继“提铁降硅”改造之后，鞍钢矿业又在选矿工艺优化上下起了工夫。例如，浮选柱提纯铁精矿工艺技术就进一步缩短了选矿流程，铁精矿回收率比原有工艺提高1.27%，铁精矿单位成本降低8.52元/吨。
另外值得一提的是，以往矿山企业在工艺改造和建设中，往往单纯就矿山生产的特点来研究、设计和建设矿山，却很少把矿山与冶炼作为一个整体来系统考虑，影响了经济效益的发挥。
例如，国内选矿厂过滤后的铁精矿水分含量普遍为9%~10.5%，而球团生产过程中制粒、造球要求的铁精矿水分是8.5%左右。铁精矿运到球团厂后还需要进行干燥，这不仅需要投资建设干燥窑，而且烘干过程中还要消耗大量煤气、天然气和煤炭，并造成一定的环境污染。
在马旭峰看来，缩短工艺流程，也是节能降耗的有效途径。对此，鞍钢矿业经过工艺优化后，将球团干燥环节的建设投资用到了选矿厂的过滤环节，在选矿脱水环节就解决水分含量降低的问题，从而取消了球团生产中的干燥工艺环节。
仅此一项，鞍钢矿业每年就能够减少能源消耗1300万元。
打造绿色矿山
在我国，水资源相对贫乏，而选矿生产对水资源的消耗却是非常大的，这也给鞍钢矿业带来不少挑战。为此，实现水资源的循环利用，也成为企业可持续发展的重要一环。
在鞍钢矿业公司安全环保部部长王发东看来，“虽然环保、节能设施方面的投资往往比较大，但从长远来看，投入产出也是合算的”。
基于这一认识，近年来，鞍钢矿业投入大量资金用于排污系统的改造建设。
王发东表示，在鞍钢矿业所属的选矿厂，完备的污水处理系统将净化环水取代了新水，实现生产用水厂内循环利用、污水“零排放”，极大地改善了周边环境，并降低了生产成本。
例如，该公司的大孤山球团厂，经过连续的技术改造后，磨矿、选别、过滤、矿浆输送等重点用水环节都实现了高度精细化管理，水资源的循环使用率达到96.7%。另外，该公司还设立了多处回收点，充分回收采场和尾矿坝渗漏水，实现了水资源的高效利用。
王发东表示，目前，鞍钢矿业水资源的循环利用率达到96%以上，选矿水耗由“十五”初期的2.16m3/t降至目前的0.85m3/t，每年减少新水消耗6400多万平方米，每吨原矿净环水单耗降为0.516吨，新水单耗降为0.158吨，均处于同行业先进水平。
此外，在控制粉尘和SO2排放方面，鞍钢矿业也取得了明显成效。他们通过在发电锅炉上采取半干法脱硫工艺，每年减少SO2排放量1800吨。
不仅如此，通过持续的绿化治理，矿区生态环境也得到极大改善，粉尘合格率和污染因子合格率分别达到97.2%和96%。
如今，昔日沙尘遍野的排岩场、尾矿库变成了景色宜人的绿色旅游观光园，彻底改变了过去“脏、乱、差”的形象，鞍钢矿业也成为我国绿色生态环保矿山的典范企业。
《中国科学报》 (2013-06-05 第8版 能源)
