矿冶科技集团有限公司 北京 100170
摘要：本文分析了《有色金属行业绿色矿山建设规范》关于选矿厂节能减排的相关要求，以某矿山工程的场地竖向设计为例，提出了如何通过场地竖向设计实现绿色矿山选矿厂的节能降耗，为类似的矿山工程设计提供参考。
关键词：绿色矿山；选矿厂；节能；竖向设计；
引言
党的十七届四中全会把生态文明建设提升到与经济建设、政治建设、文化建设、社会建设并列的战略高度，十八大也指出了建设生态文明是关系人民福祉和民族未来的长远大计。中共中央国务院在2015年发布了坚持节约资源和保护环境基本国策，坚持节约优先、保护优先、自然恢复为主方针的生态文明体制改革总体方案[1]。因此，节能降耗是我国生态文明建设的重要内容。矿山工程大多数在地形复高差较大的地段，合理利用地形高差，实现矿浆自流，减少皮带运输物料的提升高度，是矿山工程节能的主要措施。本文对绿色矿山建设规定的节能条文规定进行了综述，以某矿山工程的场地竖向设计为例，说明了如何通过场地竖向设计实现绿色矿山的节能降耗，为类似的矿山工程设计提供参考。
1 绿色矿山选矿厂节能研究综述
1.1 绿色矿山节能的相关规定
表1 绿色矿山单位矿石基准综合能耗指标表（标煤kgce/矿石t）
Table 1 Benchmark indicators of total production energy consumption for green mine (standard coal kgce / per ton ore)
.png)
2017年3月国土资源部等六部委制定并发布了《关于加快建设绿色矿山的实施意见》和《有色金属行业绿色矿山建设要求》，要求新建矿山必须全部达到绿色矿山的建设要求。2018 年自然资源部发布了《有色金属行业绿色矿山建设规范》（DZ/T0320-2018）行业标准公告，从矿区环境、资源开发方式、资源综合利用、节能减排、科技创新与数字化矿山、企业管理与企业形象等6个方面提出了绿色矿山建设的基本要求[2]。 规范要求绿色矿山应建立矿山生产全过程能耗核算体系，通过采取节能减排措施，控制并减少单位产品能耗、物耗、水耗，减少“三废”排放[3]。 绿色矿山应通过综合评价资源、能耗、经济和环境等因素，合理确定开采方式。选矿则应遵循“多碎少磨，能收早收，能丢早丢”的原则，合理确定选矿工艺流程，提高生产效率。矿山宜采用节能降耗的新技术、新工艺和新设备，并采用先进技术对矿山生产过程实施自动化检测和监控，保证设备在最佳状态下运转，充分发挥设备效能，达到节能降耗的目的。几种常见有色金属绿色矿山单位矿石基准综合能耗指标不应超过表1中的相关数值[3] 。
1.2 选矿厂节能研究综述
矿山企业的能耗主要为电耗，其中选矿厂的电耗占比通常为全矿山的60%，研究和分析选矿厂的能耗，对绿色矿山节能降耗有着重要的意义。于新刚等[4]提出采用自磨机和半自磨机等先进选矿技术来降低选矿能耗。任贺旭等[5]针对国内冶金矿山能耗过高的现状，提出了降低采矿爆破和破碎粒度来达到采选破碎系统的节能降耗。甘德清等[6]提出通过采选设备的智能化、精细化、集约化控制系统降低矿山整体能耗。贾宣峰[7]基于某选矿厂的磨矿分级系统改造提出了选矿厂的节能方法。而在《有色金属矿山节能设计规范》（GB50595-2010）中指出，选矿厂应避免物料的重复运输，充分利用山坡地形阶梯布置厂房，减少矿石的提升和运距，实现矿浆自流[8]，从而降低选矿厂的能耗，达到节能的目的。
2 某选矿厂竖向设计的节能实践研究
2.1 某选矿厂的竖向设计
某矿山为铅锌矿山，工业类型为原生硫化矿石。项目生产规模为2000t/d，属于中型规模，工艺流程采用一段粗碎+磨矿+浮选+浓缩过滤两段脱水的流程。选矿厂的主要生产车间包括粗碎车间、粗矿堆场、顽石破碎车间、磨矿车间、浮选车间、精矿浓密机、压滤脱水车间等。选矿厂拟建厂址的整体地势为北高西南低，地形起伏不大，属于山坡地貌，自然地面标高范围为1046.00m~1082.00m，地形坡度为6.2%。根据上述地形，选矿厂竖向布置时采用了台阶式布置形式，根据工艺流程将粗碎车间布置在最高处，粗碎车间地面设计标高为1078.00m。由于半自磨机有一个筛分返回皮带，因此，将粗矿堆场与磨矿车间、顽石破碎布置在同一个台阶，设计标高为1070.00m。浮选车间、浓密机、压滤脱水车间根据工艺流程由北向南分别布置在不同的台阶上，各台阶自上而下的设计标高分别为1064.0m、1058.00m、1052.00m。选矿厂竖向布置图详见图1所示。
.png)
图1 某选矿厂竖向设计图
Fig.1 A mineral process plant vertical layout
2.2 竖向设计的节能分析
在上述选矿厂的竖向设计中，矿石从粗碎车间到粗矿堆场需采用皮带运输。竖向设计时，粗碎车间比粗矿堆场高出了8m，按皮带角度10°计算，皮带运输可缩短长度45m，同时可以减少8m的矿石提升高度，如图2所示。磨矿车间、浮选车间、浓密机、压滤脱水车间则根据地形的坡度，分别布置在不同的台阶上，台阶的高度均为6m，从磨矿到浮选、浮选到浓密机、浓密机到压滤车间的给料槽均实现了矿浆的自流，如图3所示。
.png)
图2 粗碎车间-粗矿堆场断面图
Fig.2 Section of coarse crushing workshop and coarse ore yard
.png)
图3 磨矿车间-压滤脱水车间断面图
Fig.3 Section of grinding workshop to dewatering workshop
该选矿厂通过利用了山坡地形高差，采用台阶式竖向布置相应厂房，减少了矿石的提升和运距，实现了矿浆自流，节约了皮带电机和矿浆输送泵的能耗，降低整个选矿厂的能耗。经计算，该选矿厂选矿工艺综合能耗折合标准煤量为2262.3tce/a，单位原矿矿工艺综合能耗指标为3.43kg标准煤/t原矿，小于规范规定的硫化铅锌矿选矿工艺综合能耗一级能耗指标3.56 kg标准煤/t原矿，从而使该选矿厂的节能指标达到了先进水平，符合绿色矿山建设标准的要求。
3结语
在绿色矿山选矿厂的竖向设计中，充分利用山坡地形，采用台阶式布置形式，根据物料的生产顺序布置选矿厂的各生产车间，利用地形高差减少矿石的提升和运距，实现矿浆的自流，对绿色矿山选矿厂的节能降耗有着显著的作用，有利于我国矿业领域的生态文明建设和绿色发展。
参考文献
[1] 中共中央国务院. 中共中央国务院印发《生态文明体制改革总体方案》[EB/OL]. 中国政府网,2015-09-21. http://www.gov.cn/guowuyuan/2015-09/21/content_2936327. html.
[2] 张楠.开启有色金属绿色矿业发展新篇章《有色金属绿色矿山建设规范》解读[N/OL].中国有色金属报，2018-08-16(4148). https://paper.cnmn.com.cn/Content.aspx?id= 143902&q= 4148&v=1.
[3] 全国国土资源标准化技术委员会.有色金属行业绿色矿山建设规范：DZ/T 0320-2018[S].北京：中国标准出版社，2018：5-6.
[4] 于新刚，高源. 选矿节能技术研究进展[J].中国资源综合利用，2014，9（32）：57-58.
[5] 任贺旭，李占金，李力. 铁矿石采选破碎系统节能途径研究[J].矿业研究与开发,2015,12(35):97-100.
[6] 甘德清，高锋，陈超. 我国铁矿山采选工序节能降耗潜力与现状分析[J].矿业研究与开发,2017,5(37):112-118.
[7] 贾宣峰. 浅谈选矿厂磨矿分级系统节能改造[J]. 机械工程与自动化,2017,8(4):203-205.
[8] 中国有色金属协会.有色金属矿山节能设计规范：GB50595-2010[S].北京：中国计划出版社，2011：21.