科学技术报告(科学技术成果评价报告)

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一、项目背景

1.落实国家政策法规的需要。根据《防范化解尾矿库安全风险工作方案》要求，“尾矿库数量原则上只减不增”、“严格控制头顶库加高扩容”。无尾矿山是未来矿山企业发展的必然趋势。

2.解决企业生存发展问题的需要。水口山公司康家湾矿尾矿产率高达68~70%，每年产出尾矿约40万吨。原有处置方式是部分输送至康家湾矿采空区用于充填，剩余输送至斋家冲尾矿库内存放，而尾矿库库存已接近饱和，尾矿库进一步征地扩容已不可能，因此必须解决尾砂的去向问题，保障矿山持续生产和发展。项目应用前，康家湾矿尾矿充填系统采用全尾矿胶结充填工艺，但存在充填效率低、充填体强度低的问题。

（1）充填效率低。由于砂仓底部造浆方式不完善和充填洗管水量大等问题导致充填料浆浓度较低（40%-45%），充填成本较高。

（2）充填体强度低。一方面是由于充填胶凝材料不匹配，另一方面是充填料浆浓度较低，直接影响充填体的强度，充填体强度低不利于铲运机等大型设备的进场作业，影响采矿效率的提升。

另外尾矿作为可利用的二次资源直接进入尾矿库堆存，造成了资源的浪费。为解决上述问题，水口山公司提出开展原矿智能预选抛废、尾矿综合利用和井下充填工艺改造研究，通过控增量、减存量来实现尾矿零排放的目标。

二、研究内容

本项目“无尾矿山建设关键技术研发”，主要研究X射线智能分选机进行铅锌金银矿石预选抛废工艺，全尾矿高浓度新型胶固料充填工艺改进，铅锌金银尾矿浓缩过滤，与建材企业开展合作将尾矿用于制造轻质发泡建筑材料，通过多种途径控增量、减存量，从而实现尾矿零排放的目的。

1.X射线智能分选进行铅锌金银矿石预选抛废工艺研究，从选矿工艺前端着手，采用X射线智能分选机提前抛出废石，减少后端尾矿的产出，所拋废石加工成基础建材碎石外销。

2.改造优化现有充填工艺，开发了适用企业充填工艺的风水联合造浆、压风洗管技术，采用新型胶凝材料胶固粉替代水泥，有效解决了砂仓板结问题，提高充填料浆浓度，降低充填成本，增加尾矿充填量。

3.根据铅锌金银尾矿物料特性新建尾砂压滤系统，对尾矿进行脱水。开发了铅锌金银尾矿搭配高硅物料生产蒸压加气混凝土砌块技术，使铅锌金银复杂尾矿成功用于生产新型环保建材，变废为宝。

三、项目的主要技术特点及创新点

本项目针对康家湾铅锌金银矿特性，创建了预选抛废提前抛出废石作为建材碎石外销、全尾矿高浓度新型胶固料充填、尾矿搭配用于制造轻质发泡建筑材料的铅锌金银矿山生产新模式，从源头减少尾矿的产生量，改变了尾矿排放至尾矿库的传统处置方式，为无尾矿山建设奠定坚实基础。从选矿前端和后端着手，前端采用X射线智能分选技术进行预选抛废，提前抛出废石减少后端尾矿产出量；后端浮选产出的尾矿通过提高充填浓度和搭配生产蒸压加气混凝土砌块、水泥等方式来使尾矿得到充分利用，变废为宝，化害为利，多技术联合使用共同促成无尾矿山的建设。本项目主要技术创新点如下：

1.国内首家将X射线智能分选技术应用于铅锌金银矿石预选抛废生产，引领国内铅锌选矿先进技术的革新，推动了铅锌金银矿预选抛废技术的发展。

（1）利用铅锌金银矿石中铅、锌、硫、金、银受到X射线照射后所激发的特征X射线，开创性的将X射线智能分选技术应用于铅锌选矿行业，与设备商共同研发不断优化设备参数，最终实现了X射线智能分选机作为铅锌金银矿石预选抛废设备的应用。所抛废石作为基础建材碎石使用，变废为宝。

（2）军芃JPXRT智能分选系统采用双能X透射技术，能更好地检测到矿石颗粒内部的矿废分布和矿石颗粒的厚度，检测精度得到明显提高。该系统是集光、电、气等机电一体化设备,具有感知、分析、推理、决策、记忆、学习和控制功能的新型高端智能装备。

（3）JPXRT智能分选系统，对铅锌矿灵敏度高，检测精准，同时对富含金银的黄铁矿也有很好的预选抛废效果，抛出废石品位与尾矿成分相当或更低。

（4）军芃JPXRT智能分选机采用独有的毫秒级的JPSUPER®计算机算法和人工智能技术，高效识别和分拣铅锌金银矿石，确保检测皮带3米/秒以上的处理速度。

（5）在线学习：通过对矿石样本海量数据的积累，采用深度神经网络CNN技术，在FPGA高性能计算平台上进行大数据计算和样本聚集，保证了对检测数据的高速、准确处理，并根据不同矿石性质实现在线学习优化。

（6）在铅锌金银矿石进入JPXRT智能分选系统前，成功的引用了双层振动筛分和水洗装置，双层振动筛分确保了矿石在最佳粒度范围进入分选系统，水洗降低了粉矿粘附对抛废精准度的影响，有效提高了分选效率和精准度。

（7）通过预选抛废可提高原矿入浮品位，降低可采选矿石边界品位和选矿成本，大大提高资源利用率，延长矿山服务年限。

2.开发了全尾矿胶结充填风水联合造浆、压风洗管技术，采用新型胶凝材料胶固粉代替水泥，有效提高了充填浓度和充填性能，增加了尾矿充填量，降低了充填成本。

（1）采用风水联合造浆工艺，使底流浓度从40%-45%提高至58%-63%，提高了充填浓度和凝固强度，增加了尾矿充填量，形成年充填尾矿量30万吨的能力。

（2）采用新型胶凝材料胶固粉，同等灰砂比下，充填体凝固强度明显高于水泥，为大型铲装设备进场作业提供了有力支撑。灰砂比1:12，浓度为60%时，14d的强度可达1.5Mpa，充填成本比水泥更低。

（3）采用压风洗管技术，洗管水大幅减少，料浆浓度得到了有效保证，彻底解决了充填洗管水对浆体浓度的稀释问题，对提高凝固强度有显著功效。

3.开发了铅锌金银尾矿搭配高硅物料生产蒸压加气混凝土砌块技术，使铅锌金银复杂尾矿成功用于生产新型环保建材，变废为宝。

（1）根据铅锌金银尾矿物料特性，采用陶瓷过滤机对尾矿进行脱水。

（2）铅锌尾矿粒度细，无需进一步磨料，搭配高硅物料使用，减少了磨料量，降低生产成本。

（3）搭配高硅物料使用，使铅锌金银复杂尾矿成功用于生产新型环保建材，产品质量满足相关标准要求。

（4）针对要求尾砂硅含量更高的企业，开发了尾砂降镁提硅技术，该技术现已获得2项发明专利授权。

四、应用效果

（1）铅锌金银矿石X射线智能分选预抛废技术已在湖南水口山有色金属集团有限公司选矿厂得到成功应用，该项目预选抛尾生产线于2019年9月投产，至2021年6月共抛出的脉石矿物52473吨。经过不断的优化，已形成抛废能力36000吨/年，目前运行作业抛废率25%～30%，累计废石品位：铅0.16%、锌0.18%、硫0.88%、金0.28g/t、银6g/t，回收率：铅97.99%、锌 98.53%、硫95.00%、金98.73%、银96.53%，优于设计生产指标。同时，该技术的成功应用掀起了铅锌矿预选抛尾的热潮，陆续有黄沙坪铅锌矿、广西盘龙铅锌矿、湖南宝山铅锌矿等多家铅锌选矿厂开始效仿进行了针对性的X射线智能预选抛尾技术的研究，极具推广应用价值。

（2）本项目充填技术改造于2019年5月开始实施改造，到2019年8月完成，达到预期效果，充填料浆浓度从40%-45%提高至58%-63%，形成年充填尾矿量30万吨的能力，充填体性能稳定，满足现场采矿生产需求。

（3）本项目铅锌尾矿压滤搭配生产蒸压加气混凝土砌块于2019年8月开始实施，现在湖南长城加气混凝土制品有限公司和湖南大好新型墙体材料有限公司得到成功应用，年搭配处置尾矿11万t，产出产品达到相关产品标准要求。

通过以上措施，水口山公司康家湾矿产出的废石和尾矿不仅全部实现了资源化利用，而且每年产生效益约350万元。综上，项目技术十分成熟。

分项评价结论：

1.技术创新程度

项目根据铅锌金银矿性质，开发了预选抛废提前抛出废石作为建材碎石外销、全尾矿高浓度新型胶固料充填、尾矿搭配用于制造轻质发泡建筑材料或生产水泥的铅锌金银矿山集成创新技术，实现了无尾矿山建设目标。项目获授权发明专利2件。技术创新程度高。

2.技术经济指标的先进程度

X射线智能分选系统抛出的废石成分与尾砂相当或更低，铅、锌、硫、金、银回收率高于现有其他预选抛废方法；全尾矿高浓度新型胶固料充填技术砂浆浓度稳定达到60%左右，充填体强度远高于同等条件下水泥作为胶凝材料的强度；生产的蒸压加气混凝土砌块产品可达到A3.5 B06等级。技术经济指标先进。

3.技术难度和复杂程度

项目针对铅锌金银矿石尾砂产量大，单一方式无法实现全部处置的难题，通过控增量、减存量的方式，前端开发X射线智能分选系统提前抛出废石，后端通过提高充填能力和搭配生产蒸压加气混凝土砌块、水泥等方式来使尾矿得到充分利用，多技术联合使用促成无尾矿山的建设目标。技术难度大，复杂程度高。

4.技术重现性和成熟度

项目技术已于2019年在湖南水口山有色金属集团有限公司成功应用，形成抛废能力3.6万吨/年，充填能力30万吨尾砂/年，尾砂过滤能力12万吨/年，生产的蒸压加气混凝土砌块可达到产品标准，产出的废石和尾矿实现了资源化利用。技术重现性好，成熟度高。

5.技术创新对推动行业科技进步和提高市场竞争能力的作用

项目开发的系列创新技术，从源头上提前抛出废石，提高了原矿入浮品位，降低了生产成本和可采选矿石边界品位，显著提高资源利用率，延长矿山服务年限，减少了尾矿库维护，不用新建尾矿库，对矿山的生存发展具有重大意义。

6.经济、社会效益

据项目评价资料，项目年减少入库尾砂20余万吨，累计创造经济效益608万元。具有明显的经济效益和显著的社会效益。

综合评价结论：项目总体技术居于国际先进水平。

建议：加快推广应用。

评价专家组组长（签字）：副组长（签字）：

2021年9月15日