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发明札记3则：工厂集装箱化: 热度 2 sciencepress 2014-11-14 08:50; 札记 1 ：集装箱化工厂在 TG 试验室进行氰化渣回收工艺试验时， Z 总告诉我，含氰根尾矿没有价值时，环保处理将面临新问题。在 ZZG 投建 200 吨 / 日脱锑选金系统时， ZZG 总经理告诉我，金精矿品位 40-60 克 / 吨就好。金精矿品位太高时，水分误差，异议很多。我公司第一次卖金精矿时，金品位由 111 克 / 吨变成了 38 克 / 吨。这个事件给我印象很深。归结起来，黄金冶炼产业存在几个问题：水分和品位异议；固废转移。金精矿品位是以克 / 吨计，没有伴生金属的金精矿， 99.99% 的东西都是固废和水分。 2007 年在几内亚考察时，我想过一个问题：如果把金精矿用集装箱运回国内处理，金品位下限多高合适？当时想的，金精矿金品位最低是 1% 。我在发明湿法过程技术与装备过程中，一直萦绕一个思路：要实现选冶过程管道化，模块化，集装箱化。发达国家矿企走的是选冶过程装备大型化，要想赶上他们，几辈子是不可能的。唯有另辟蹊径，以小制大，以快制慢，瞄准中小型矿产资源实施技术与装备开发。基于上述分析，我确定超声选冶装备要走集约化的发展道路，实现选冶工厂集装箱化。这样的选冶工厂，便利运输，便利安装，便利维修，便利快速投产，便利星星之火燎原世界。我在中科院第一届黄金科学技术年会上报告这个技术方向时，大家认为我是异想天开。当一步法超声浮选机，管式超声浸出机，管式超声置换机，管式超声洗涤机，一一铺开应用时，我想，选冶工厂集装箱化的现实，就不远了。札记 2 ：喀什考察网络信息显示，新疆氧化铜矿资源丰富，含钙镁较高，属于难选矿。我对一种氧化铜矿进行处理，吨铜耗酸仅 15 吨，与网上资料介绍有异。带着这个疑问，我到喀什考察了这个氧化铜矿项目。处理氧化铜矿有 6 种技术方案。具体应用哪种技术方案，需要根据矿产资源、水电资源、环境条件进行取舍。从长沙起飞，经停兰州，到乌鲁木齐，再转机喀什。飞行时间是 6 小时。喀什地处新疆西南部，欧亚大陆中部，东经 71°39′ ～ 79°52′ 、北纬 35°28′ ～ 40°16′ ，早上 5 点天亮、晚上 11 点天黑。喀什辖地 16.2 万平方公里，人口 400 万， GDP 近 600 亿元。喀什市区面积 554.8 平方公里，常驻人口 45 万，流动人口 15 万，海拔 1289m ，无霜天气 8 个月，沙尘天气 2 个月，春秋季节短，夏冬季节长。喀什矿产资源以金、铜、锌、镍、水晶和玉石为主。喀什周边与印度、巴基斯坦、阿富汗、塔吉克斯坦、吉尔吉斯斯坦 5 国接壤，与乌兹别克斯坦、土库曼斯坦和哈萨克斯坦 3 国接近，是丝绸之路通往中亚、南亚、东非、北非与欧洲的进出境口岸城市。喀什地区，电价 0.3 元 / 度；小水电入网电价 0.23 元 / 度，以冰山融雪为水源。市区内，生活繁华，秩序井然。喀什对进驻企业实施 2 免 3 减半税收优惠政策；对投资小水电、装备出口等工业项目，按投资总额 100% 放贷；对符合特区产业发展政策的企业可优先上市。第一天考察了提供氧化铜矿矿样的 PX 公司。其矿点靠近吉尔吉斯斯坦边境，海拔 3300m ，正在进行剥离和钻探详勘，附近没有水电。生产用水，需要打井取水或从雪山脚下引水。生产用电，需要从几十公里远的乌恰县变电站接电，或利用雪水自行发电。该矿点距离喀什 300 公里，要通过边检站。第二天考察了乌恰县三家选厂。一家日处理 3000 吨氧化铅锌矿选厂，一家正在投建的日处理 3000 吨氧化铜矿选厂，一家日处理 300 吨硫化锌矿选厂。 DY 拟在乌恰县投建 1 万吨 / 年的电解铜厂。在伽师县，已运营 2 万吨 / 年的电解铜厂。喀什市区供电不很稳定。我下榻的三星级酒店，晚上停电两次。据日处理 300 吨硫化锌矿选厂老板 L 介绍，其锌收率是 85% 。我到车间走了一圈发现，导致锌收率较低的因素，与药剂制度、水温和含泥较高有关。该选厂生产用水是取自地下水渠的雪水。 L 还告诉我，当地氧化铜矿、氧化铅锌矿、氧化金矿选厂，铜、铅、锌、金收率都较低。基于国家“一带一路”发展计划下的矿冶西部化、矿冶全球化战略，喀什依据“五口通八国，一路连亚欧”的地理条件，具备显著进出口优势。我国在国外的 2000 多家矿企，主要分布在亚洲和非洲。从长远看，把超声选冶装备制造基地建在喀什，具有地利优势。我没有与当地政府接触，也不了解喀什发展规划。但依我之见，在喀什乃至新疆地区发展矿冶产业，需要确立三个思路： 1 ）矿冶产业与治沙产业同步推进我国 PM2.5 微尘污染主要污染源是沙尘暴天气。要在几年时间内，对我国主要城市，在治理微尘污染上取得显著成效，难度很大。国外专家把中国微尘污染归咎于工业活动，有失偏颇。发达国家也是同步治理工业污染和沙尘污染。基于荒漠化的客观存在，治理沙尘暴污染，是一个漫长过程。正是因为荒漠化因素，我国西部地区发展缓慢。国家在西部地区强化投资，基于两个因素：一是中科院发现了荒漠藻，应用荒漠藻技术，可以绿化沙漠；二是我国矿产资源储量大量消耗，需要开发西部地区矿产资源，尤其是进口矿产资源。基于这个认识，每个到荒漠化地区投资的企业，都要坚持主产业与治沙产业同步推进的产业思路，矿冶产业更要坚持这种产业思路。开发矿产，绿化一方，政策配套，持之以恒。这样，尽管不可能在几十年内完成西部地区荒漠绿化治理，但沙尘暴天气频率就会越来越低， PM2.5 微尘污染源终会得到控制和治理。 2 ）矿冶产业与水电产业同步推进喀什地区矿产资源丰富，大量矿产资源不是储藏在城市附近，而是远离城市几百公里，尤其是赋存在高海拔地区。向高海拔地区投建输电线路，投资太大。但是，高海拔地区具有常年不化雪资源，利用雪水发电支撑采矿、选矿，是可行方案。传统的水力发电系统，需要大量土建工程。在高海拔地区，由于气候寒冷，尤其是昼夜温差大，土建施工效率很低，施工质量也难以保障。我的技术方案是：小水力发电系统集装箱化，取消土建工程。水力发电关键参数只有两个：一是水流流量；二是水流高差。采用集装箱化成套设备对接这两个参数是不难的。当然，利用雪水发电，每天只有 12~14 个小时可以发电，还是需要与柴油发电系统联合。这样，电价就降低到正常生产水平。 3 ）集装箱化选冶厂装备优先推进在高海拔地区，方圆几百里没有人烟，选厂土建工程施工是一大难题。福建矿主 C 在 7 年前告诉我：土建工程，在平原地区成本是 1 元钱，到了高海拔地区， 10 元钱也不一定做得下来。喀什一个日处理 3000 吨的选厂，投资 7 亿元，还没有包括治理生产区环境荒漠化。看起来，集装箱化选冶厂的装备制造思路是正确的，除了大幅降低土建投资外，还可大幅缩短项目投产时间，效益更是突出。将缩短的土建施工时间用于生产，在这段时间之内，项目的全部投资可能就已经收回来了。当然，采用传统选冶技术与装备，要实现集装箱化选冶厂，是不可能的。集装箱化选冶厂的技术方案，不是呆在实验室或设计室里想出来的。我刚提出这个思路时，很多专家认为这是一种幻想。这没有什么奇怪。在一百年前，采用一砖一瓦方式盖房，没有专家相信会取消这种盖房方式。我坚信，集装箱化选冶厂必将成为中国矿冶全球化产业的一道风景线。札记 3 ：再说选冶工厂集装箱化我读大学时，计算机是一门专业，要读四年。操作计算机，必须学会程序语言，学会编程。程序命令，通过打孔识别，计算机有房间那么大。在那个年代，没有人会想到，计算机会变成手掌那么小，更没有人会想到，操作计算机，不需要学编程了。小时候看盖房子，都是一砖一瓦盖起来的。几十年后盖房子，不用一砖一瓦了，而是采用板式结构、箱式结构，整层楼房吊装拼接，或整层楼房整体灌注。浮选系统是一排浮选机串联。没有人会想到，几台一步法超声浮选机，就可以完成浮选过程；更没有人会想到，一台一步法超声浮选机也可以完成浮选过程。锌焙砂浸出几个小时，氧化铜矿浸出几个小时，金精矿浸出几十个小时，湿法冶金专家已经习以为常。没有人会想到，锌焙砂超声浸出只要几分钟，氧化铜矿超声浸出只要十几分钟，金精矿超声浸出只要几十分钟。锌焙砂浸出后液置换净化过程，通常都是几个小时。没有人会想到，锌焙砂浸出后液超声置换净化过程只要十几分钟。选冶过程时间缩短几十倍，设备体积缩小几十倍。由发明引致的这些变化，使我产生了选冶工厂集装箱化的设想。选冶工厂是处理矿石的工厂。选厂是富集矿石目标矿物，抛除大量脉石，产出精矿。冶炼厂是处理选厂精矿，产出金属和废渣。如果冶炼厂距离选厂很远，就要转移大量脉石，就要增加大量运费。因此，在矿产资源地富集矿石，就地产出金属，在运费和固废处理成本上，就要大幅节省。显然，处在城市附近的矿产资源早已被开采完了。现有的矿产资源都是远离城市，甚至是处于海拔很高、人迹罕至的地方。这些地方土建施工困难，施工成本很高，如果选冶设备也像活动板房一样，土建投资就可以大幅降低，设备安装效率就可以大幅提高，项目建设周期就可以大幅缩短。尤其是，设备在出厂之前就调试好了，设备是安装在集装箱中，厂房也不需要盖了，设备土建基础也不要了，就像起重机一样，打开支撑柱，起重机就可以起吊作业了。在选冶工厂集装箱化中，要取消土建施工，困难最大的是球磨机。但选用轴传动球磨机，依然可以设计一个整体承重平台加以解决。设备基础可以采用打地桩的方式加以处置。选冶工厂集装箱化后，设备维修怎么办？有两个方案：小修，就是常规检修；大修，就是更换集装箱。显然，选冶装备大型化的时代，也将伴随巨型化矿产资源矿山的逐步消失而没落。对接中小型矿产资源利用的集装箱化选冶工厂，将成为矿冶全球化的主角。本文摘编自曾兴民所著《追梦人的发明札记》一书。这是一部发明人曾兴民自述体裁的札记，以“血性”的发明之魂，“死士”的创新精神，讲述发明人在追梦过程中的经历与实感。作者成长为一名发明家的奋斗历程，更是学子投身发明、企业投资发明、国民推动发明的典范。曾兴民 1955年10月出生于湖南省冷水江市，1982年毕业于中南大学冶金系。现任株洲市兴民科技有限公司董事长、总工程师，已投资完成湿法过程技术与装备发明72项，其中公开发明专利35项，授权发明专利19项。主要以发明技术与装备投资固废资源和难选冶矿选冶产业。敬请关注科学出版社，搜索微信ID： sciencepress-cspm 或“ 科学出版社 ”公众号; 个人分类: 科学书摘|3587 次阅读|4 个评论

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