矿山行业的未来
2019.03.28
163
  

不久的将来,矿山行业将发生巨大变化。为了确保长期成功,从矿山经营者到设备制造商,整个行业都必须提前应对的挑战。

DSC-0184.JPG

迅速变化的环境

在未来几年里,矿物加工将面临不可避免的调整重组。全球人口增长和经济加速将增加对矿物的需求,同时,矿物加工也将变得更加困难。在自然资源枯竭的时代提高产量,将是最大的挑战之一。此外,环境问题必须比以往更加深思熟。本文展望了矿山行业在未来五年中面临的一些问题,并探讨了一些可行的解决方案。本文中提到的信息和见解基于同行评议的科学研究、专家报告和在业界进行的研究。

必然的增长压力

对大多数金属的需求正在快速增长。从1900年每年约400吨的黄金产量,到现在每年超过2500吨黄金产量。同样地,一个世纪前,铜的年产量只有几十万吨,而现在已超过1800万吨。就像对金属的需求一样,对工业矿物、煤炭和其它矿产品的需求也在增加(美国地质调查局《世界矿产品摘要》,2016年1月)。有趣的是,金属需求的增长与全球人口增长之间存在着密切的关联。联合国估计,到2100年全世界将有大约110亿人口(联合国《2017年世界人口展望修订本》,2017年6月),因此,这将开启矿山行业持续增长的一个新世纪。

采取行动加以改善

在这种情况下,矿业公司和设备供应商有责任提高生产效率,降低单位生产的能源和水消耗。这既是企业生存的关键,也是环境绩效的关键。这绝非一项简单的任务,但能够更好地利用能源、水、数据和自动化的新技术将有助于行业逃离困境。这些新的解决方案中最有效和最可行的有:增加爆破、尽早排除煤矸石、高级工艺控制、优化线性设计、使用高压辊磨机(HPGR)进行粗磨,以及脱水尾矿。

以更低的能耗提高产量

能用爆破法碎石时,为何还要用破碎法碎石,对吗?增加破碎段上游的矿石爆破,是在降低能耗的同时提高产量的途径之一。这可以在粗碎破碎之前减小矿石的给料粒度,从而降低破碎段本身的能耗。增加爆破可以减小粗碎破碎机的矿石给料粒度,降低其功耗,并为下游工序提供更多的细粒。因此,既增加了产量,又降低了能源消耗。最后,根据钻孔和爆破价格与能源价格之比,有可能将总体运营成本降低20%(McKee, D.《从矿山到磨机的认识》,优化资源开采合作研究中心,2013年)。

在此过程中尽早排除煤矸石是另一种提高效率和降低能耗的方法。这其实是从传统的“先磨后选”观念上的一种转变。对于有明显带状区域的矿石,把整块矿石磨到180微米,再进行选别,没有什么意义。相反,通常的做法是,破碎或粗磨至可以将煤矸石从有价值的含铁矿物中分选出来。分选后,剩下的物料要少得多,再细磨到可以将铁从结合硅石中解离出来。胜者属于那些放眼全局、收敛于心、无惧未来之人。

新技术推动实现可持续发展

碎磨工艺流程,包括破碎和磨矿,是世界上最高的能源密集型的工业流程之一。按照目前的技术和矿山生产率,碎磨至少消耗全球总发电量的3%(Jeswiet J.和Szekeres A.《矿山碎磨能耗》,ScienceDirect 2016年)。根据高效节能碎磨联盟的数据,碎磨工段平均占矿山能源消耗的50%以上,占总生产成本的10%以上。因此,我们为提高碎磨能源效率所能做的任何事情都会对盈亏总额和环境绩效产生很大的影响。

高压辊磨机的技术已经发展能够有效和高效处理硬矿石。干式磨机的能源和水消耗更少。与相比,这些破碎技术可以使介质消耗减少,细料产量增加,且碎磨能耗比自磨/半自磨机降低25%,带来巨大的改变。节约用水很重要,不仅在HPGR应用中,而是贯穿整个采矿工艺流程。其它节水和减轻自然负荷的方法是,尾矿脱水堆放和先进的矿石分拣。尾矿含水越少,意味着尾矿储存设施的占地面积更少,因渗漏导致地下水污染的风险也更小。另一方面,先进的矿石分拣提高了物料的纯度,减少了选矿所需的用水量。

数字化与高级自动化系统

我们纠正矿物加工中的问题的方法往往是被动的,解决办法往往是有时间延迟的。然而,数字化将加速矿山行业的转变,通过提供更高水平的动态信息,实现提前纠正。例如,高级工艺控制和优化的控制系统等数字化工具,通过改进运行过程中的质量管理,最大程度提高回收率和减少能源需求。高级工艺控制,结合多维模拟等软件工具,通过不断监控、反应、调整和优化工艺,使运行更接近最佳效率点,从而以更少的能源获得更高的产量。

成功的希望

尽管人口增长提高了能源价格和水消耗,矿山行业仍有应对挑战的工具。持续的技术开发能够比以往更快地生成解决问题的方案,但矿业公司也需要采用一种更具包容性的方法,让各种性质和维度的问题,通过综合的手段和优化端到端的操作得以解决。在这场竞争中,那些原地踏步的人将落在后面;胜者属于那些者属于那些放眼全局、收敛于心、无惧未来之人。

矿山行业面临的主要挑战:

•   对矿物和金属的需求增加

•   人口快速增长和城镇化

•   提高效率和产量的压力

•   能源价格上涨和环境绩效考量的成本效益

•   自然资源迅速枯竭和稀缺

•   提高能源和水效率的压力

提高采矿性能的解决方案:

•   增加爆破

•   尽早清除煤矸石

•   高级工艺控制

•   优化线性设计

•   使用HPGR粗磨

•   脱水尾矿

上一篇:更安全、更可持续的矿山尾矿处理方案 下一篇:粗碎破碎机给料中包含超大矿块的三个原因 返回列表
美卓公司 版权所有 
博乐虎提供技术支持