经过10多年的持续攻关,目前鞍钢集团已构建起贫铁矿“系统再造-源头提质-过程提效-末端再用”的绿色创新“鞍钢模式”。该模式创造了世界贫铁矿开发奇迹,其基于系统工程的贫铁矿绿色开发利用理论对于丰富矿冶工程理论、促进行业技术进步具有重要意义。
随着我国铁矿石资源对外依存度的提高和美丽中国建设的推进,国内巨大的贫矿资源的绿色开发利用已成为行业内最重要、最迫切的问题。与富矿相比,贫矿的开发利用面临着分布分散、种类繁多、流程长、系统复杂、生产成本高、能源效率低、生态破坏严重等诸多问题。
鞍钢集团贫矿绿色开发利用技术实现了四大突破:一是建立了贫矿绿色开发利用的系统工程格局,首次突破了系统集成、联动优化、大数据驱动过程智能控制等关键技术,实现了全产业链资源配置、各系统要素协调、全生命周期污染减排,生产效率提高5%~10%,成本降低20.9%,能耗降低26.4%。其次,破解了源头提质的瓶颈技术,发明了基于新型炸药的数字爆破、崩落体形状控制和粉尘控制技术,实现了贫铁矿开采的边界和品位控制,打破了炸药核心技术的国外垄断,抑尘效果比传统技术提高了70%,成本降低了67%。三是突破选冶过程效率提升的关键技术,提出了差异化选矿药剂和工艺、型煤热场调控技术,实现了难选矿石不同选矿技术的技术协同,提高了球团矿质量,综合尾矿品位由11.5%降至9.6%,降低能耗11.9%,多项技术形成国家标准。四是攻克了尾矿末端再利用的共性技术,首创了浮选尾矿再选和大量铁尾矿的土壤利用技术,实现了铁尾矿作为规模资源的可持续利用,减缓了尾矿不断堆积的生态环境风险。
项目获省部级特等奖1项,一等奖5项,制定国家标准23项,行业标准5项,授权发明专利97项,软件著作权38项,出版专著2部,发表论文92篇。依托该项目的研究成果,在鞍山东部矿区建成了全球首个超大型贫铁矿区,年开采能力从2005年的1950万吨提升至2017年的4000万吨。基于该项目形成的贫铁矿绿色开发技术,直接经济效益可达120亿元,吨精矿能耗可降低26%,抑尘效率可达98%。