从氟化工到“富化工”

湖南有色金属投资公司“尾矿伴生低品位萤石的综合回收与利用”发展之路

2018年11月08日 9:36 874次浏览 来源:   分类: 地质矿业

今年1~9月,湖南有色金属投资有限公司通过“尾矿伴生低品位萤石的综合回收与利用”项目,实现利润1.1亿元。
10年前,4600万吨、500亿元的伴生萤石资源,随着柿竹园选矿废渣,悄然流入尾砂矿。10年来,投资公司独辟蹊径,变废为宝,坚持资源综合回收的经营发展思路,在“尾矿伴生萤石综合回收技术”“低品位萤石生产无水氟化氢技术”“副产品氟硅酸生产氟化铝技术”等方面,初心不改、坚持不懈、深耕不辍,各项技术指标不断刷新历史记录,氟化工真正成为“富化工”。
卧薪尝胆
回收技术屡获突破
有色金属伴生萤石综合回收技术,是选矿业内公认的难题,虽经长期攻关,但一直没能有效突破,没有成功的产业化经验可供借鉴。
柿竹园公司多金属尾矿所含萤石品位低、磨矿力度细、原矿组成复杂、多金属选矿残余药剂干扰大。因此,要在提高萤石回收率的基础上,同时提高萤石的品位,其难度不言而喻。而且,国内国际上,生产无水氟化氢的萤石原料,品级要求都在97%以上,从尾矿中回收的萤石资源显然达不到这一要求。郴州面临“有丰富萤石资源储量,却缺少发展氟化工的萤石精粉”的尴尬局面。
投资公司自组建郴氟公司后,就提出了“在提高萤石品位和回收率的基础上,实现用自产低品位萤石生产无水氟化氢”的课题,并启动了“萤石综合回收技术”和“萤石综合利用的应用技术”这“两条腿走路”的技术思路,力争实现尾矿萤石资源的价值最大化。
在认真总结和借鉴柿竹园公司之前的研究成果的基础上,开始了“实验-分析纠错-再实验-再纠错”周而复始的探索。为少走弯路,公司技术团队积极寻求科研院校的技术支持,与北京矿冶研究所、中南大学等科研院所和高校建立了密切的联络沟通机制,邀请相关专家到现场指导,共同参与技术攻关。采取实验室小试与放大实验结合的方式,进行了一系列大胆、创新的探索,最终形成了“一粗一扫九精”的浮选工艺,创立了国内独一无二的“柱机联选、九段精选、中矿旁路”技术,研制开发了针对柿竹园萤石矿特性的浮选药剂BK410,经过2年左右的攻关和探索,萤石平均主品位由以前的90%不到,提高到了93%左右,回收率也由以前的30%左右提高到55%以上。随后几年,选矿指标一直稳定在这个水平。
2015年6月,由于上游技术创新和技术改造,输送到郴氟公司萤石选厂的尾矿性质发生了根本性的改变,公司原已形成的选矿技术完全不能适应这一变化,选矿指标直线下降,精矿品位由93%降低至88%,回收率由55%降低至45%。一边是萤石原料质量和产量的下降、一边是自身无水氟化氢生产的“无米之炊”,公司效益由盈利几千万元直线下滑,处于微利状态。
生存的本能和发展的渴求,逼着公司不得不“背水一战”,投资公司再次集结选矿技术力量,在尾矿萤石综合回收技术攻关上又发起了挑战。2016年12月,完成了第二期工艺流程优化,最终确定了“萤石一粗八精、精四中矿单独处理返回”的工艺流程,并与长沙矿冶院共同研制了新的更有针对性的选矿药剂CYP。2017年、2018年,萤石回收率和平均品位不断刷新历史纪录,2018年8月,萤石选矿指标继6月刚刚突破的单月纪录后再创新的纪录,萤石精矿总产量达到16382吨,其中,化工级萤石精矿达到12605吨,两项产量指标均突破单月历史纪录,回收率达到76%;今年1~8月,投资公司萤石精粉总产量已达到11.4万吨,技术创新使产量同比增长了30%,今年全年萤石精粉总产量有望突破14万吨。尾矿低品位萤石选矿达到国内前所未有的水平,并且选矿技术和生产组织比之前更加稳定和成熟,至此,尾矿低品位萤石综合回收技术二次攻关取得标志性成功。
投资公司实现了萤石资源综合回收选矿技术的重大突破,不仅实现了尾矿萤石“选得出”的目标,以较低成本回收大量的萤石精矿,为公司下游无水氟化氢的生产奠定了合格原料基础,创造了良好的经济效益;还减少尾矿排放,对环境保护、循环经济发展起到积极的作用。此外,投资公司成功破解了国内尾矿伴生萤石资源的选矿技术难题,对推动我国萤石选矿技术进步,起到了良好的推广示范作用;同时,在当今国内单一萤石矿日渐枯竭的情况下,为氟化工产业的发展提供了新的资源利用思路。
转型升级
高附加值产业做宽做深做大
“伴生萤石资源综合回收技术”得到突破,萤石品位提高到了93%,但离生产氟化氢所需的97%以上品级萤石还有一定差距。如何利用这种低品位萤石粉生产合格无水氟化氢,“吃好这口粗粮”,使其发挥更大的价值?有色投资自确定“走资源回收与节约利用”的发展思路后,就专注于这一课题的研究。公司技术团队先后跑遍了国内大部分氟化氢生产企业以及科研院所,进行了大量的技术调研和论证;同时,也将这种自产的品级93%萤石粉送到同类生产企业中进行生产试验。通过近2年的技术研发,公司与设计院一起,共同开发出了低品位萤石生产无水氟化氢技术,设计、建设了一套专以低品位、高杂质、细粒度萤石为原料的氟化氢装置,这在全国、乃至国际上都是独一无二的。投资公司郴氟“4万吨/年无水氟化氢项目”自2011年投产以来,已连续正常生产6年,而且工艺技术不断获得改进和优化,产量不断创新高,2017年全年产量达4.3万吨,突破设计产能;并且生产成本和综合能耗均低于同行业水平。低品位萤石生产合格无水氟化氢技术获得突破,从尾矿中回收的低品位萤石精粉发挥出了97%品级优质萤石粉的价值。这一技术的成功运用,得到了业界的高度关注,创造出了一个行业难以置信的奇迹。
萤石与氢氟酸只相差一个环节,两者产品价格之间的差距就相差数倍,从氢氟酸往下到氟化工精细产品,越后端的产值越高。延伸产业链、增加附加值,改变传统生产技术和生产装置,是投资公司多年来在氟化工产业发展上始终坚持不懈所做的努力。投资公司按照当初的发展思路,除了将尾矿低品位萤石进行高效回收外,还重点在高值化利用上做文章。将回收的萤石粉按质量品位进行分级利用。对于品位相对较高的(93%)以上的萤石粉,除了生产成无水氟化氢外,还对旗下传统的氟化铝生产技术进行工艺技术研究和生产装置改造优化,使之也能够“吃上”这种低品位的“萤石粗粮”。目前,已通过工业放大试验,改变了氟化工生产对优质萤石原料“精粮”的依赖性,降低了主原料萤石精粉的采购成本。对品级相对较低、杂质含量较高的(90%)萤石粉,成功开发了萤石成球技术,在全国首开先河建成了萤石球团生产线,将其加工生产成萤石球团,替代高品位的萤石块矿,也创造了良好的经济效益。
此外,投资公司在下游有机精细氟化工方面,也实现了技术重大突破,全氟聚醚油、含氟锂电池材料、含氟表面活性剂等高附加值氟化工产品的研发和工业化生产,填补了国内空白。在废渣处理方面,投资公司通过技术研发,将工业废渣石膏做成环保建材,既减少排放,又节约资源;在云南,与云天化合作,成功建成了国内首条利用磷肥副产品氟硅酸生产氟化铝和冰晶石的生产装置。
征程漫漫,挑战无限。经过这一轮氟化工行业发展的春天,投资公司经营绩效已明显改善,新一届领导班子表示,未来几年,将加快推进谋求改革发展新途径,坚持走资源综合利用之路,打造国内氟化工行业具有独特竞争优势的企业。蓝图已绘,投资公司蓄势待发。(刘湘)

责任编辑:陈鑫

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