中铝国际核心技术巡展——长沙院超大型岩溶堆积型铝土矿开发技术与应用

来源: 中铝国际工程股份有限公司时间: 2022-09-06

长沙有色冶金设计研究院有限公司(简称长沙院)于1953年成立,我国最早成立的大型综合性设计研究单位之一,国家高新技术企业,有色金属行业全产业链和项目全生命周期的技术和服务提供商,拥有冶金行业、市政行业专业、建筑行业专业、环境工程设计专项、化工石化医药行业专业等甲级资质,业务领域涵盖工程咨询、工程设计、工程总承包、工程监理、工程勘察、工程施工、环境治理、生态修复、科学研究和技术开发等。 长沙院现有全国工程勘察设计大师2人,全国有色金属行业设计大师14人。为30多个国家提供了技术服务,完成各类工程咨询设计项目万余项,其中国家大、中型重点建设项目千余项,获国家、省、部级科技进步奖、优秀工程设计咨询奖近700项,拥有有效专利400余件,形成了一批具有自主知识产权的核心技术,在矿山、冶炼和环境保护方面处于国际领先水平,尤其是自主研发的“高、深、难”矿山采选技术,创新研发的氧压浸出、CSCC熔池熔炼和闪速熔炼等新型绿色冶炼技术。

超大型岩溶堆积型铝土矿开发技术与应用


岩溶堆积型铝土矿床,是铝工业中一种新型矿床,它既不同于国内外一般开采利用的沉积型和红土型铝土矿床,又不同于一般的冲积型砂矿床。它的赋存条件、土岩性质、底板性质、开采技术条件和水文地质条件有着独特的特点。矿区分布范围广,矿体分散不连续,呈大大小小的鸡窝状分布于岩溶地貌低洼和缓坡地,底板多为石牙,矿层较薄;矿体中矿石与粘土混在一起,矿体含矿率和铝硅比不均衡。


长沙院在超大型岩溶堆积型铝土矿开发领域成果丰硕,全面掌握超大型岩溶堆积型铝土矿开采、铝土矿高效洗矿及配矿、复杂岩溶地质条件下超大型排泥库建设、氧化铝赤泥中综合回收铁精矿技术及装备,提供工程咨询、设计、总承包等全过程工程服务,设计并建成全球首座超大型岩溶堆积型铝土矿山,目前已建成十余座岩溶堆积型铝土矿山。


该技术为国际领先水平,填补世界空白,为国内外同类型矿床的开发提供了成功范例。该技术及相关推广应用工程荣获国家科学技术进步二等奖、广西科学技术特别贡献奖、全国勘察设计行业建国七十年优秀勘察设计项目,获全国优秀工程设计金奖1项、国家优质工程银质奖3项,部级优秀工程设计、咨询奖11项,省部级科学技术进步奖5项。该技术获得专利授权14项。


技术介绍

1

超大型岩溶堆积型铝土矿开采技术

长沙院首次创造性开发应用了条带式开采、剥离-采矿-复垦一体化新工艺,实现了绿色开采,采矿无痕;首次推广应用铰接式卡车运输矿石,实现了雨季持续稳定供矿,保证了生产的连续性。该工艺各项技术指标先进,获得显著的经济效益和社会效益,已广泛应用于十余座超大型岩溶堆积型铝土矿。

露天采场

露采工程采场复垦后的场景

2

铝土矿高效洗矿配矿技术及装备

长沙院首创三段洗矿工艺技术,采用自主研发的专利洗矿设备,实现了铝土矿的高效洗矿,胶泥型难洗矿石洗净率高达97%以上,彻底解决胶泥型铝土矿石难洗净的关键技术难题。其主要技术特点:

一是采用圆筒筛洗机、槽式洗矿机、直线振动筛等设备构成三段洗矿流程,确保矿石的洗净率;

二是采用压滤技术处理洗出的矿泥,滤饼作为复垦土源,回水作为工艺洗矿用水,实现废水零排放;

三是洗净矿称量、检测,按不同品味和铝硅比进行配矿堆存,实现了对铝土矿的科学配矿;

四是与该技术配套的圆筒筛洗机及槽式洗矿机等洗矿设备是长沙院自主研发、拥有自主知识产权的专利设备,系国内首创,填补了我国大型洗矿设备的空白;

五是新型圆筒筛洗机的筒体为二段筛分二段洗矿结构,筒体兼有筛分和洗矿双重作用,在处理大块矿石上具有显著优势。

圆筒筛洗机

槽式洗矿机

直线振动筛

3

复杂岩溶地质条件下超大型排泥库建设技术

岩溶区尾矿库渗漏是世界性难题,堆积型铝土矿主要分布于喀斯特地貌区,岩溶发育强烈,地质情况复杂,岩溶处理一直是工程建设的重点和难点。


    长沙院创新性地在防渗层之间设计了集渗导排系统,采用防、排结合的原则,有效解决了矿泥水下渗和地下水反复涨落导致库底塌陷的难题,为全国尾矿库设计首创。长沙院还创造性地在排泥库库底设置地下水直排系统及溶洞通气系统,有效解决了地下水、气涨落使库底产生顶托和吸附等不利影响的问题;设置内坝作为大型变形沟,有效加强了深部岩溶发育区的上部防渗性能,还可抵抗一定的沉降,有效解决了库底深部岩溶发育及破碎带区域处理问题。

复杂岩溶地质条件下超大型排泥库

4

氧化铝赤泥中综合回收铁精矿技术

长沙院该技术能实现拜耳法氧化铝流程中的废料综合回收,采用高梯度磁选,大规模处理氧化铝赤泥,获取铁精矿。该技术根据赤泥中铁矿物粒度极细的特征,采用先进的磁选设备,通过控制磁场参数,选择合适的磁介质形式,成功解决了磁选铁精矿品位低等难题,实现资源综合利用。

赤泥中综合回收铁精矿磁选车间

项目案例

1

中铝广西分公司平果铝土矿8800kt/a露采工程

中铝广西分公司平果铝土矿位于广西壮族自治区平果县,属世界上首次开发利用岩溶堆积型铝土矿床。长沙院首创超大型岩溶堆积型铝土矿开采和工程复垦技术,填补世界空白,技术处于国际领先水平。


平果铝一、二、三期工程分别建选厂,位于不同矿区,合计采矿规模8800kt/a,工程设计建设先后获得部级科学技术特别贡献奖、国家科技进步二等奖、全国优秀工程设计金奖、国家优质工程银质奖,为“国家级绿色矿山试点单位”、首批“矿产资源综合利用示范基地”“全国环保先进单位”、全国“资源节约型、环境友好型”绿色矿山的典范。

中铝广西分公司三期洗矿厂

2

华银氧化铝一期矿山工程

该矿分为二个矿区,分别位于广西德保县和靖西县,为岩溶堆积型铝土矿床,露天开采,设计原矿开采规模10000kt/a,设计矿石生产能力为3900kt/a,是当时我国一次性投资最大的有色矿山项目之一,为国家“十一五”重点工程。


该工程由长沙院总承包建设,是公司首例按照FIDIC条款全面履行合同责任的项目。项目2005年6月开工建设,2007年7月建成投产,实现了达产达标,2009年获得业主颁发的总承包合同履约证书。


工程荣获2009年度部级优秀工程设计一等奖;《喀斯特石漠化地区矿山生态重建技术与应用研究》荣获2009年度中国有色金属工业科学技术一等奖。施工建设获2010~2011年度中国建设工程鲁班奖(国家优质工程)。

华银铝靖西农林洗矿厂

3

广西信发铝电有限公司氧化铝配套矿山

广西信发铝电有限公司氧化铝配套矿山已建新甲矿山和禄峒矿山,分别位于广西壮族自治区靖西县新圩乡和禄峒乡,设计采矿生产规模合计为15720kt/a,生产铝土矿石6000kt/a,是采矿规模最大的铝土矿山。其中禄峒矿山设计和建设周期不到一年,是目前国内设计和建设周期最短的矿山。


针对禄峒矿山原矿含矿率低、大块矿多的特点,长沙院设计选择三段一闭路破碎方案,通过加强圆筒筛强度的设计,解决了生产中原矿进料的瓶颈,使选矿流程更加顺畅;设计供水系统采用分级供水,确保了枯水期的供水,同时减少了丰水期的供水成本。工程获部级优秀工程咨询成果二等奖和部级优秀设计二等奖。

广西信发铝电有限公司靖西禄峒洗矿厂

4

广西那坡龙合铝土矿矿山采选工程

广西那坡龙合铝土矿位于那坡县、靖西县及德保县境内,岩溶堆积型铝土矿床,设计矿石生产能力4000kt/a,设计流程对不同粒度含泥铝土矿分段破碎、分段洗矿,达到了洗净率高的高效分选效果,洗后矿含泥率指标≤1.9%,技术达国际先进水平。科学合理地进行堆场配矿,确保达到氧化铝厂对铝土矿的质量要求。


那坡工程在矿山配置矿石粗、中碎,将细碎、筛分配置在氧化铝厂前的均化库,兼顾了业主外购矿石的破碎要求,实现了多种矿石渠道来源的统筹考虑。选矿厂的车间充分利用原始地形按物料流向布置,节能降耗。该工程设计的机械化和控制自动化水平高,环境保护好。工程获部级优秀工程咨询成果一等奖。

那坡洗矿厂


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