【正文】 ；科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、合理地解決深部巷道支護(hù)技術(shù)問題，提高支護(hù)質(zhì)量，力爭使金川礦區(qū)深部巷道在其服務(wù)期限內(nèi)保持穩(wěn)定。支護(hù)巷道返修率控制在10%以下。金川礦區(qū)工程地質(zhì)條件復(fù)雜，圍巖破碎、地應(yīng)力大，在軟弱巖層中布置的工程較多，鉆孔施工過程中由于塌孔、縮徑導(dǎo)致的孔內(nèi)事故頻繁，機(jī)臺效率極低，制約了礦山鉆探工程速度。礦床勘探鉆探工藝改進(jìn)：1）護(hù)壁泥漿材料的研制，減少由于塌孔、縮徑導(dǎo)致的孔內(nèi)事故，提高鉆進(jìn)效率，要求：失水量：6ml/20分，含砂量：〈1%，粘度：22～25秒；2）取心鉆具的改進(jìn)：加長SD鉆具的長度，減少提鉆次數(shù)，提高鉆進(jìn)速度，要求由1．5米加長到2．5米；3）金剛石鉆頭的改進(jìn)：針對不同的地層研制不同規(guī)格的鉆頭，提高鉆頭使用壽命，提高經(jīng)濟(jì)效益,要求:120米/每只；4）采用繩索取心鉆具；5）提高鉆探管材質(zhì)量。在工程勘察鉆探方面，可解決巖心定位的技術(shù)難題，為礦山工程設(shè)計(jì)提供可靠的工程地質(zhì)依據(jù)。1994年～1998年，公司先后和多家科研單位及高校聯(lián)合在金川礦區(qū)進(jìn)行找礦研究，先后采用了漂移電法、地震CT法、電磁CT法、自然電法、重力法等物探方法，但由于井下干擾因素過多，剔除困難，異常難于解釋，導(dǎo)致效果均不佳。特別是在成礦規(guī)律、巖礦體的控制因素、巖礦漿上升通道的查找、特富礦成因及賦集規(guī)律等方面的仍不清楚。2)控礦因素及成礦規(guī)律研究，其內(nèi)容包括：構(gòu)造對含礦巖體的控制；礦化富集與構(gòu)造的關(guān)系；成礦與巖漿演化的關(guān)系；礦化富集與巖體形態(tài)、厚度及圍巖的關(guān)系；礦體側(cè)伏與空間分布規(guī)律；礦化富集部位的研究；建立新的成礦模式。4)做出成礦預(yù)測并確定探礦靶區(qū)，其主要內(nèi)容為：編制成礦預(yù)測圖；預(yù)測盲礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模；預(yù)測依據(jù)分析。但主要還是以選鎳為主，銅及其它硫化物伴隨鎳上浮，銅的回收率一直偏低。龍首富礦銅回收率近十年來更是逐年下降，目前也不到75%。以上原因使金川銅資源不能得到充分回收，造成巨大的銅金屬損失。在“八五”“九五”期間，國內(nèi)已有多家科研院所開展了“提高金川富礦石銅回收率的研究”工作，但效果不大。1．2預(yù)期的目標(biāo)要求研究方案具有現(xiàn)場可行性，%、%的前提下，銅回收率提高到80%以上。2提高金川礦石冬季生產(chǎn)指標(biāo)的研究2．1項(xiàng)目現(xiàn)狀及存在問題 金川選礦目前的生產(chǎn)能力是17000噸/日，每年滿負(fù)荷生產(chǎn)達(dá)到330天，金川地處西北，一年12個(gè)月的生產(chǎn)中，冬季生產(chǎn)為11月份次年3月份，夏季生產(chǎn)為4～10月份，根據(jù)歷年金川選礦生產(chǎn)指標(biāo)分析，冬季生產(chǎn)指標(biāo)明顯低于夏季生產(chǎn)指標(biāo)。按冬季生產(chǎn)五個(gè)月計(jì)算，損失鎳金屬量：17000530%%=183噸。2．2預(yù)期的目標(biāo)使冬季生產(chǎn)指標(biāo)與夏季生產(chǎn)指標(biāo)相當(dāng)。四個(gè)礦區(qū)中除Ⅱ礦區(qū)以富礦石為主外，其余幾個(gè)礦區(qū)的貧礦比例均超過50%。自60年代起，國內(nèi)數(shù)十家單位圍繞金川貧鎳硫化礦的選礦工作進(jìn)行了大量的科研技術(shù)攻關(guān)工作，取得了一定的成績。以往的研究成果表明，金川貧鎳硫化礦各礦區(qū)礦石性質(zhì)差異較大，選別指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于富礦，如金川鎳礦Ⅲ%，精礦鎳品位不足4%，鎳回收率不足65%。按目前的經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件，開發(fā)利用1噸富礦的經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)于4－5噸貧礦。3．2預(yù)期的目標(biāo)探索處理低品位硫化鎳礦的選別工藝方案。4二礦區(qū)富礦石、龍首礦石混選新工藝研究4．1項(xiàng)目現(xiàn)狀及存在問題隨著公司做大作強(qiáng)，加快發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，選礦生產(chǎn)規(guī)模小、運(yùn)行成本高、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)化困難，裝備老化等問題日益突出，嚴(yán)重制約了公司生產(chǎn)規(guī)模和經(jīng)濟(jì)效益的進(jìn)一步提高。從公司長遠(yuǎn)規(guī)劃看，2008年以后選礦產(chǎn)能仍然是公司主流程中薄弱環(huán)節(jié)。選礦擴(kuò)能技術(shù)改造工程現(xiàn)已啟動，為降低生產(chǎn)成本和取得更好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，擬采用大型現(xiàn)代化裝備進(jìn)行新選廠的建設(shè)。新建14000噸/日選廠建成后，由于設(shè)備的大型化和系統(tǒng)的減少，無法采用目前的不同種類礦石采用不同生產(chǎn)系統(tǒng)處理的生產(chǎn)組織方式，只能采取將礦石性質(zhì)或品位近似的礦石歸并混合處理。鑒于歷史上從未開展過二礦區(qū)富礦、龍首礦富礦混選的科研試驗(yàn)工作，因此必須對這一技術(shù)方案進(jìn)行深入細(xì)致的研究，為選礦擴(kuò)能技術(shù)改造工程工藝流程、設(shè)備方案的選擇和確定提供設(shè)計(jì)依據(jù)。指標(biāo)要求：%，%，%；%以下。5金川礦石應(yīng)用半自磨工藝的論證及研究5．1項(xiàng)目現(xiàn)狀及存在問題破碎與磨礦是選礦工藝的重要組成部分，是浮選提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的前提條件，其能耗約占選礦廠總能耗的60%，在基建投資和生產(chǎn)成本中也占有相當(dāng)大的比重。自磨、半自磨技術(shù)目前已成為選礦碎磨工藝的發(fā)展趨勢，是當(dāng)今西方礦業(yè)大國大型選礦廠新建和改造所普遍采用的碎磨流程，80年代以來，國外在許多新建選礦項(xiàng)目中，不管最終是否采用自磨、半自磨工藝，在設(shè)計(jì)中都將其作為一個(gè)重要方案來考慮，一些原來采用傳統(tǒng)碎磨工藝的選廠，也在技術(shù)改造中擴(kuò)建或改造為自磨、半自磨?？紤]到半自磨工藝的優(yōu)越性能，在未來金川的選礦技術(shù)改造過程中，理應(yīng)將其作為重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行深入細(xì)致的研究。6金川礦石物質(zhì)組成研究6．1項(xiàng)目現(xiàn)狀及存在問題隨著金川礦區(qū)開采地段的變化，原礦性質(zhì)也發(fā)生了一定的變化，給選礦生產(chǎn)帶來了一定的難度。其原因就是對礦石性質(zhì)的變化缺乏了解。公司1987年曾組織過從礦山、地質(zhì)到選礦產(chǎn)品物質(zhì)組成及金屬走向的科研工作，集中眾家之精華，對選礦廠的生產(chǎn)起了極積的推動作用。鑒于原礦的變化以及90年代以來未曾做過系統(tǒng)全面的礦石及工藝礦物研究，迫切需要進(jìn)行金川礦石系統(tǒng)而全面的物質(zhì)組成及工藝礦物學(xué)研究。三、冶金1蒸汽干燥工藝應(yīng)用于鎳精礦的可行性研究1．1項(xiàng)目現(xiàn)狀及存在問題精礦干燥是閃速熔煉系統(tǒng)中物料制備的主要工序之一，鎳閃速熔煉系統(tǒng)目前采用的是精礦氣流干燥工藝，該系統(tǒng)采用了 “三段式”氣流干燥工藝來實(shí)現(xiàn)鎳精礦的深度干燥。該工藝過程是將來自選礦的含水8%10%（實(shí)際生產(chǎn)中精礦含水10%13%）的濕精礦和粉煤燃燒室產(chǎn)生的熱煙氣混合，經(jīng)過“三段式”氣流干燥至含水≤%、粒度200目＞85%的干精礦。根據(jù)公司的總體發(fā)展規(guī)劃，鎳閃速熔煉系統(tǒng)要于2006年達(dá)到銅鎳混合干精礦800kt/a的生產(chǎn)能力。根據(jù)公司目前各種條件的情況，新建的精礦干燥系統(tǒng)擬采用蒸汽干燥工藝，因此解決好銅鎳混合濕精礦在干燥過程中的粘結(jié)和制粒問題將是能否采用該工藝成功的關(guān)鍵。 原料成分：成 分NiCuFeCoSSiO2CaOMgOH2O含量 %11216。 原料溫度：室溫216。 干精礦休止角：45176。 干精礦摩擦角：45176。采用鎳精礦氣流干燥工藝，盡管干燥后產(chǎn)品的粒度能夠滿足要求，但存在整個(gè)干燥系統(tǒng)龐大，熱效率低，能源浪費(fèi)比較嚴(yán)重、閃速熔煉系統(tǒng)產(chǎn)生的大量高溫蒸汽不能得到有效的內(nèi)部利用的缺點(diǎn)。就銅鎳混合濕精礦采用蒸汽干燥工藝進(jìn)行了一些前期的工業(yè)試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是采用槳葉干燥機(jī)對鎳精礦進(jìn)行干燥，水分可達(dá)到工藝要求；并且設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好，沒有粘壁等現(xiàn)象；但干燥后的精礦粒度達(dá)不到工藝要求。 通過鎳精礦采用蒸汽干燥工藝的可行性研究，確定最佳的鎳精礦干燥方案，為工業(yè)設(shè)計(jì)提供工藝參數(shù)；216。 研究銅合成爐采用的蒸汽管回轉(zhuǎn)干燥機(jī)在干燥鎳精礦方面的可行性，確定銅合成爐處理鎳精礦的精礦干燥方案。2004年3月開始進(jìn)行高負(fù)荷工業(yè)試驗(yàn)，經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步提高閃速爐負(fù)荷仍然有很多困難：216。 當(dāng)富氧空氣濃度達(dá)到65%以上時(shí)，精礦噴咀出口粘結(jié)嚴(yán)重，粘結(jié)速度快，需要投入大量的人力來清理維護(hù)，已勉強(qiáng)維持生產(chǎn)；216。 反應(yīng)塔內(nèi)掛渣不均勻，塔壁局部溫度偏高，威脅反應(yīng)塔安全運(yùn)行；216。因此要提高閃速爐的生產(chǎn)能力，需要對鎳閃速爐的運(yùn)行狀況進(jìn)行仿真并進(jìn)一步優(yōu)化操作。 摸清影響閃速爐生產(chǎn)的因素以及各因素影響的正負(fù)效應(yīng)與大小。216。為閃速爐的擴(kuò)能做好技術(shù)準(zhǔn)備工作。 為了實(shí)現(xiàn)閃速爐的優(yōu)化生產(chǎn)，除了按以上熱力學(xué)與平衡的模擬（仿真）分析之外，還應(yīng)參照反應(yīng)塔四場（流場、溫度場、濃度場與釋熱場）仿真計(jì)算結(jié)果，進(jìn)一步了解閃速爐熔煉過程的動力學(xué)條件以及實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)和操作優(yōu)化的方向，從深層次上挖掘強(qiáng)化生產(chǎn)的潛力。 預(yù)測（計(jì)算）任意爐料成分、富氧率與投料水平下的物料衡算與熱量衡算及不同操作制度下的反應(yīng)塔平衡溫度；216。 預(yù)測不同生產(chǎn)操作條件下的優(yōu)化處理量與極限處理量；216。3降低閃速爐渣含鎳的研究3．1項(xiàng)目現(xiàn)狀及存在問題鎳閃速爐自2001年開始生產(chǎn)負(fù)荷逐步提高，閃速爐渣含鎳指標(biāo)開始下滑（閃速爐歷年棄渣成份見表1）。一方面造成資源的浪費(fèi)，另一方面使鎳回收率和經(jīng)濟(jì)效益下降。4高鎳锍緩冷與磨浮工藝研究4．1項(xiàng)目現(xiàn)狀及存在問題鎳生產(chǎn)系統(tǒng)中轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)出的高鎳锍采用鑄坑緩冷的工藝，通過控制其緩冷過程，實(shí)現(xiàn)晶粒充分長大和沿晶界的分離，結(jié)晶的主要礦物為三方硫鎳礦（Ni3S2）、硫化亞銅（Cu2S）、鎳銅鐵合金（NiCuFe8～10），產(chǎn)物主要是硫化銅、硫化鎳、銅鎳鐵鈷合金。高鎳锍化學(xué)成份見表一。特別是在這一過程中，高鎳锍中約57%左右的貴金屬進(jìn)入銅鎳合金，39%的貴金屬進(jìn)入鎳系統(tǒng)，3%左右的貴金屬進(jìn)入銅系統(tǒng)。經(jīng)熱濾脫硫后，熱濾渣并入一次合金進(jìn)行硫化處理。進(jìn)入銅系統(tǒng)中的貴金屬與鎳系統(tǒng)產(chǎn)出的海綿銅中的貴金屬合并，經(jīng)銅熔煉和銅電解處理，％進(jìn)入銅陽極泥中，陽極泥經(jīng)硫酸化焙燒分銅分碲分金分銀工藝處理后提取金、銀，產(chǎn)出的分銀渣返熔煉處理。2003年開始進(jìn)行加大高鎳锍鑄模的工業(yè)試驗(yàn)，將原來10噸鑄模加大到22噸，其目的一是提升緩冷能力；二是希望更有利于礦物結(jié)晶長大，以提高分選指標(biāo)。 鑄模加大后，高锍起出的問題已得到解決。 鑄模壽命問題已經(jīng)基本得到解決，并經(jīng)生產(chǎn)驗(yàn)證可行。 生產(chǎn)能力問題在鑄模容量加大和壽命延長后可迎刃而解。 在更加充分的控制緩冷速度下，合金產(chǎn)率、銅鎳互含指標(biāo)未見有明顯改觀。 設(shè)計(jì)用傳統(tǒng)工藝方法提取鎳精礦中夾雜的細(xì)粒合金，提取率及純度均較低，含硫在13%以上，貴金屬含量不到100克/噸，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足下道工序有效回收貴金屬的需要。 高鎳锍鑄模設(shè)計(jì)更加合理，使用壽命長；并制定合理的緩冷過程控制制度，以取得最好的緩冷效果。 提出適用于處理加大后的高鎳锍工藝改進(jìn)方案；216。 銅精礦含鎳≤%；鎳精礦含銅≤%；細(xì)粒合金含硫≤%；稀貴金屬90%以上富集在合金相中；216。 新工藝不能帶入影響產(chǎn)品質(zhì)量的雜質(zhì)，如：鉛、鋅等。5銅自熱爐低壓富氧吹煉技術(shù)的開發(fā)5．1項(xiàng)目現(xiàn)狀及存在問題金川集團(tuán)公司的銅自熱爐熔煉是引進(jìn)俄羅斯列寧格勒鎳設(shè)計(jì)院和北方鎳公司聯(lián)合開發(fā)的氧氣頂吹熔煉技術(shù)，并將此技術(shù)用于熔煉高锍磨浮產(chǎn)出的二次銅精礦。 氧槍使用加壓水冷卻，氧槍一但燒損將有大量的冷卻水進(jìn)入爐內(nèi)，生產(chǎn)極不安全。 氧槍吹煉時(shí)噴濺嚴(yán)重，造成煙道頻繁堵塞。 氧槍的制作加工工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高。 平均每2小時(shí)需要停爐清理氧槍上的粘結(jié)物，生產(chǎn)不能連續(xù)進(jìn)行，同時(shí)爐體及排煙系統(tǒng)吸入冷風(fēng)，對排煙系統(tǒng)及余熱鍋爐的運(yùn)行也造成不利影響。要求的指標(biāo)為：日作業(yè)時(shí)間≮ 20小時(shí)， 年吹煉時(shí)率≮ 83%。隨著電爐煉銅系統(tǒng)產(chǎn)量逐步增大，需要的外購原料數(shù)量越來越大，外購原料的品種越來越多，由于各種原料主品位和貴金屬成分成分不同，造成銅陽極板中的貴金屬含量波動大，給后續(xù)的電解和陽極泥處理帶來了困難。高雜質(zhì)銅精礦為鉛、鋅、砷含量較高高的原料，而此類原料中的貴金屬含量往往較高。電爐生產(chǎn)過程各種物料的成分見表2表1電爐系統(tǒng)處理的銅精礦結(jié)構(gòu)及品質(zhì)名稱占總實(shí)物量%精礦品位%硫品位%銅硫比年份2001～2003年Cu%S%Cu/S標(biāo)準(zhǔn)銅精礦50～43%25～3034～35～高品位銅精礦14～5%30～4526～35～高銅低硫銅精礦13～9%30～3510～113～低銅高硫銅精礦22～18%15～2530～39～高雜質(zhì)銅精礦0～15%24～2530～34～表2電爐生產(chǎn)過程各種物料的成分年份混合銅精礦銅焙砂低冰銅成分Cu%Fe%S%Cu/SCu%Cu%20012002年2003年原料及產(chǎn)品中銀的情況：2003年處理各種外購原料貴金屬變化見表3，2003年及2004年一季度銅陽極板貴金屬變化見表4表3 2003年處理各種外購原料貴金屬變化表精礦種類Au（g/t）Ag（g/t）標(biāo)準(zhǔn)銅精礦0～3060～90高品位銅精礦2～2065～95高銅低硫銅精礦0～0～低銅高硫銅精礦1～20300～900高雜質(zhì)銅精礦0～10450～3400轉(zhuǎn)爐冷料0～100～1000陽極板平均注：原料中的銀主要集中在低銅高硫銅精礦和高雜質(zhì)銅精礦、進(jìn)口粗銅中。 配料過程存在的難度：目前在生產(chǎn)工藝配料控制過程中，首先考慮通過各種原料的配料來控制銅焙砂的銅硫比達(dá)到控制低冰銅品位，保證系統(tǒng)的正常穩(wěn)定生產(chǎn)，其次是通過配料控制系統(tǒng)的雜質(zhì)元素，保證銅陽極板的質(zhì)量，最后才考慮貴金屬的的穩(wěn)定控制。216。6．2預(yù)期的目標(biāo)形成一整套穩(wěn)定控制銅陽極板含貴金屬的方法和工藝制度，可根據(jù)銅精礦的特點(diǎn)合理配料，穩(wěn)定控制銅陽極板含貴金屬，為后續(xù)工序創(chuàng)造條件。閃速爐的處理能力設(shè)計(jì)為處理鎳精礦350kt/a，產(chǎn)高鎳锍含鎳22kt。經(jīng)過對閃速爐系統(tǒng)進(jìn)行長達(dá)10多年的挖潛改造，鎳冶煉系統(tǒng)的生產(chǎn)能力有了大幅度的提高。7．2現(xiàn)有的生產(chǎn)能力7．2．1鎳系統(tǒng)的生產(chǎn)能力一期鎳系統(tǒng)：在目前一臺回轉(zhuǎn)窯、一臺3電爐、一臺（110t）轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)情況下，電爐的能力為230～240kt/a精礦，再加轉(zhuǎn)爐大量處理各種冷料，也只有16～17kt/a高鎳锍含鎳量的生產(chǎn)能力。因此目前鎳系統(tǒng)熔煉的最大生產(chǎn)能力在63～65kt/a（高鎳锍含鎳量）之間，可產(chǎn)出鎳產(chǎn)品近60kt/a。銅熔煉系統(tǒng)：銅熔煉在自熱爐系統(tǒng)受卡爾多轉(zhuǎn)爐吹煉能力制約年產(chǎn)銅陽極板只能達(dá)到38～40kt/a。7．3目前的技術(shù)改造內(nèi)容及計(jì)劃進(jìn)度安排7．3．1改造內(nèi)容和計(jì)劃進(jìn)度：（1）一期銅合成爐系統(tǒng)在2005年7月1日前建成點(diǎn)火、9月1日投料生產(chǎn)。（3）一期三臺電爐改造進(jìn)度安排分別為：2電爐在2006年7～12月進(jìn)行大修改造，1電爐在2007年1月～2007年6月進(jìn)行