一、我國礦產(chǎn)資源開發(fā)的挑戰(zhàn)與機(jī)遇
中國是全球最大的礦產(chǎn)資源生產(chǎn)國和消費國,但面臨資源稟賦差、貧礦多、共伴生礦占比高(80%以上)的嚴(yán)峻現(xiàn)實。以銅礦為例,平均品位僅為0.6%,遠(yuǎn)低于全球1%的平均水平;稀土資源中高達(dá)70%為難處理的離子吸附型礦。在此背景下,開采回采率、選礦回收率、綜合利用率(簡稱“三率”)成為破解資源困局的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo):
二、開采回采率:從地下到地面的第一道效率關(guān)
當(dāng)?shù)V工深入地下或剝離地表時,開采回采率便悄然決定了資源的“初始命運”。這一指標(biāo)衡量的是可采儲量中實際被采出的礦石比例。回采率的高低,直接關(guān)乎礦山“壽命”的長短。以一座儲量1億噸的鐵礦為例,若回采率從80%提升至90%,相當(dāng)于多“挽救”了1000萬噸礦石,這不僅延長礦山服務(wù)年限,更攤薄了開采成本。
然而,回采率的提升并非易事。礦體形態(tài)的復(fù)雜性、斷層分布的隨機(jī)性,以及開采技術(shù)的局限性,都可能讓大量礦石被永久遺留在采空區(qū)。例如,傳統(tǒng)崩落法在地下礦開采中易導(dǎo)致礦石損失,而充填采礦技術(shù)通過實時回填尾礦或廢石,既穩(wěn)定了巖層,又將回采率推高至90%以上。近年來,三維地質(zhì)建模與智能鉆探系統(tǒng)的應(yīng)用,讓礦工得以精準(zhǔn)定位礦體邊界,進(jìn)一步減少了資源浪費。
三、選礦回收率:從礦石到精礦的價值躍升
當(dāng)?shù)V石被運出礦井,選礦回收率便成為資源價值的“放大器”。這一過程如同沙里淘金,通過破碎、磨礦、分選等工序,將目標(biāo)礦物從雜亂的原礦中提取出來。以銅礦為例,若選礦回收率提高7個百分點(從85%至92%),每萬噸礦石可多產(chǎn)約50噸銅精礦,直接增加數(shù)百萬元收益。對于低品位礦床,高回收率更是項目盈利的“生命線”。
選礦技術(shù)的革新始終在與礦石的復(fù)雜性賽跑。嵌布粒度細(xì)微的金礦需要超細(xì)磨礦與納米氣泡浮選;磁性微弱的赤鐵礦則依賴高壓輥磨與強磁選設(shè)備組合。更值得關(guān)注的是光電選礦技術(shù)在如鉛鋅、釩、金、鎢等礦石預(yù)選,提升低價值礦石品位,不僅使其回收率提升,還大幅降低了能耗與污染。
四、綜合利用率:資源循環(huán)的終極答卷
當(dāng)主礦產(chǎn)被提取后,剩下的尾礦、廢石和共伴生資源往往被視為“廢棄物”。而綜合利用率正是要將這些“放錯位置的資源”重新納入價值鏈。以山西和內(nèi)蒙煤矸石為例,礦企通過采用名德光電智能選礦設(shè)備,選出煤矸石中高嶺土,使其可用于耐材,使尾礦資源價值提升翻倍提升。這種“吃干榨凈”的模式,正在改寫礦業(yè)“粗放”的刻板印象。
在循環(huán)經(jīng)濟(jì)的驅(qū)動下,礦山廢棄物正變身為新產(chǎn)業(yè)的原料。河南脈石英金礦采用光電預(yù)選選出石英制砂使用;江西鎢尾礦拋雜后可用于高標(biāo)建筑骨料;鞍鋼集團(tuán)甚至將高爐渣制成冬季融雪劑,開辟百億級新市場。更前沿的探索已延伸至稀土元素協(xié)同提取、尾礦二氧化碳礦化封存等領(lǐng)域,這些技術(shù)一旦突破,或?qū)氐紫V業(yè)“廢棄物”的概念。
五、協(xié)同效應(yīng):1+1+1>3的資源革命
這三項指標(biāo)的真正威力,在于它們的協(xié)同聯(lián)動。高回采率確保了更多礦石進(jìn)入選礦流程,高回收率最大限度提取有價值成分,而高綜合利用率則讓剩余物料重獲新生——三者共同構(gòu)建起資源利用的“閉合循環(huán)”。這種協(xié)同不僅創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價值,更重塑了礦業(yè)的環(huán)境基因。當(dāng)?shù)V山能夠通過提高“三率”減少原生資源消耗與廢棄物排放,采礦活動對生態(tài)的沖擊將大幅降低。
六、從“資源消耗”到“價值創(chuàng)造”的質(zhì)變
在雙碳戰(zhàn)略驅(qū)動下,“三率”已從考核指標(biāo)升級為礦業(yè)核心競爭力。通過一些選礦企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新,中國正從“挖礦賣資源”轉(zhuǎn)向“技術(shù)換資源”:每提升1%的選礦回收率,相當(dāng)于發(fā)現(xiàn)一座中型礦山;每提高10%的綜合利用率,可減少30%的碳排放。未來,隨著智能分選、原位提取等技術(shù)的成熟,礦業(yè)將真正成為“資源永續(xù)”的綠色產(chǎn)業(yè)。
未來的礦山或許將呈現(xiàn)這樣的圖景:無人鉆機(jī)在地下精準(zhǔn)采收礦石,AI選礦廠根據(jù)礦石特性動態(tài)調(diào)整工藝參數(shù),而曾經(jīng)的尾礦庫被改造為光伏電站與碳匯林場。在這條價值鏈上,開采回采率、選礦回收率與綜合利用率,仍將是衡量人類與地球和諧共處的關(guān)鍵標(biāo)尺。