以科技创新赋能生产链提质增效——华刚矿业以技术创新重构矿业生产链的实践路径
2025年11月27日 11:18 126次浏览 来源: 中国有色金属报 分类: 地矿建设 作者: 王建国 赵久春

华刚矿业厂区全景
赤道阳光灼灼地炙烤着刚果(金)加丹加高原,当地独具特色的红土泛着温润的赭红色光泽,宛如大地褪去厚重外衣后袒露的血脉。在这片热土上,华刚矿业股份有限公司(以下简称“华刚矿业”)的生产厂区里,现代化设备的轰鸣不再是传统矿业的单调回响,而是跳动着“数据互联”“智能管控”“绿色高效”的科技脉搏。一项项扎根生产实践的专利技术,就像镶嵌在红土地上的银色勋章,让这里不仅成为资源开采的“富矿”,更蜕变为引领矿业高质量发展的“创新试验田”。
打破“数据孤岛”
给矿山装上“智慧大脑”
走进华刚矿业调度中心,一块长10.96米、高3.06米的巨幅屏幕亮起流动的蓝光。这颗矿山的“数字心脏”,实时跳动着采矿、选矿、冶炼全流程的数据流——采矿工作面的矿车位置、选矿车间半自磨机矿石处理量、冶炼厂电积车间阴极铜生产总电流,甚至尾矿库坝体的毫米级位移,都以动态图标和曲线的形式清晰呈现。
“如今查看生产数据,指尖一点,一分钟就能全摸清。”华刚矿业生产总监兼总调度长黄荣伟俯身看向屏幕,指尖掠过一组闪烁的绿点,“你看这是综合调度模块,球磨机轴承温度超过65摄氏度就会自动标红预警,比人工巡检至少早发现30分钟。”话音未落,屏幕弹出尾矿库雨量监测预警,他轻点鼠标切换界面,尾矿库雨量监测以及排洪系统运行情况同步呈现,应急指令瞬间通过专网传至生产一线现场班组。
“新质生产力就藏在这些数据的‘互联互通’里。”华刚矿业总工程师陈兴海站在调度中心的操作台旁,身前的屏幕显示着矿山的三维立体模型,从选矿车间的浮选机到焙烧制酸厂的焙烧炉,每一处设施都标注着实时运行参数,连磨机主轴承的振动值、电解槽的电流密度都清晰可见。“传统矿业的采矿、选矿、冶炼是‘三张皮’,就像3个独立的房间。生产上出了问题,得逐一询问排查,等搞清楚问题,半天时间就过去了。”陈兴海接着说:“我们这个智能中枢把全流程串起来,数据像血液一样在矿山的‘血管’里循环,哪里出问题,系统立马会‘喊疼’。”
陈兴海指着屏幕角落挥舞机械臂的图像说:“这是我们的智能剥片系统,效率非常高。传统人工剥片不仅效率低,频繁作业还存在较大安全隐患,现在机器人效率提升了十几倍。这不是简单的‘机器代替人’,而是用数据串联生产全流程,让矿山像人一样‘能感知、会思考、快反应’。”
在调度台数据分析区,屏幕上滚动着系统运行报告。“这些系统就像给矿山装了‘智慧大脑’。”陈兴海表示,通过工业互联网平台整合,曾经散落的“数据孤岛”被彻底打通,实现了“管控一平台、决策一张图”的全流程智能控制。“下一步,我们会让AI人工智能深度介入生产,预计生产效率还会再提升几个百分点。”谈及未来,陈兴海说,他们将应用人工智能、云计算、大数据等现代科技,探索构建智能选矿磨浮系统、阴极铜自动转运系统等智能化信息系统,让新质生产力成为企业高质量发展的“创新引擎”。
破解“选矿密码”
攻克“卡脖子”技术难题

华刚矿业中外员工节日期间挂灯笼
踏上华刚矿业选矿浮选生产线,裹挟着细碎矿粒的矿浆在搅拌槽里翻滚,呈现出深褐色的绸缎质感,而在浮选机的槽体内,银蓝色的泡沫像揉碎的月光浮在表面,随着搅拌叶轮的转动缓缓移动,这是铜钴金属即将被“捕获”的信号。
选矿厂工程师王顺半蹲在操作台旁,膝盖上沾着些许矿浆的痕迹。他左手拿着便携式品位检测仪,右手在触摸屏上滑动,屏幕上的药剂流量曲线如心电图般平稳跳动。“胺类捕收剂添加量现在是0.8立方米/小时,泡沫层厚度稳定在15厘米,这两个参数是保证回收率的关键。”王顺说着,将检测仪探头插入泡沫中。
这层看似寻常的泡沫背后,却藏着华刚矿业多年未解的“心病”。赞比亚—刚果(金)铜钴矿带的矿石,因形成年代久远、地质条件特殊,普遍存在高钙、高镁、低硫、氧化率不均、铜矿物嵌布粒度极不均匀、嵌布复杂、易泥化等特点。此前,刚果(金)当地资源开发行业普遍采用“原矿直接浸出”工艺,不仅无法有效回收硫化铜,还存在浸出耗酸量大等突出弊端,就像“裹着泥巴的金子”,常规工艺根本“啃不动”。
为了破解这个“卡脖子”技术难题,华刚矿业组建专项科研团队,决心啃下这块“硬骨头”。历经小型选矿试验、选矿连续扩大试验、选冶联合试验等上千次探索,团队终于摸清了氧化铜钴矿浮选过程中有机胺的去水化作用新机制,成功研发出有机胺-羟肟酸/黄原酸装配式捕收剂技术,并创新提出“先硫后氧”异步浮选新工艺。
“简单说,就像处理带壳的坚果,得先破壳再取仁。”陈兴海展开工艺流程图解释说:“实验中,我们先往矿浆里加黄药类捕收剂,让它们随着泡沫浮出,等硫化矿物彻底分离后,再注入胺类药剂,这时候胺类药剂就能‘靶向捕捉’氧化铜。这套异步浮选策略,彻底打破了两类矿物‘混选难分’的僵局。”技术落地后,华刚矿业铜钴矿的选矿铜回收率持续攀升,每年多回收的铜金属量达上千吨。2023年,以该技术为核心的“战略金属氧化矿高效浮选分离多维度精准调控创新技术及应用”课题成果,荣获国家科学技术进步奖二等奖,成为当年全国选矿领域唯一获奖成果,标志着我国在战略金属矿分选技术上跻身国际前沿。
如今,“先硫后氧”异步浮选工艺已成为华刚矿业的“制胜法宝”。不仅如此,这项技术还成了我国矿业技术“走出去”的生动注脚,很多当地大型矿山企业纷纷前来“取经”。这些工艺革新成果就像一把把“金钥匙”,不断解锁红土矿中的“选矿密码”,让华刚矿业在全球铜钴产业中站稳了脚跟。“这让我们真切地感受到,技术创新不仅能让企业受益,还能带动整个行业进步。”陈兴海感慨地说。
产学研融合
构筑全产业链“技术高地”

华刚矿业开展叉车操作技能培训

华刚矿业生产的阴极铜下线

华刚矿业技术人员现场研究矿山特点
华刚矿业选矿第二系列生产线上,浮选机的沉稳轰鸣交织成生产律动。泛着深灰色的矿浆像精心调配的凝脂浆液,在槽体内循着既定轨迹缓缓翻滚,选矿厂厂长曾培紧盯控制面板上跳动的计量曲线,指尖在记录簿上快速勾勒:“你看这曲线,现在每吨矿硫化剂单耗降低到0.9公斤,不仅把生产成本压了下去,资源回收效率还往上提了一大截。”他转身指向车间另一侧,3条平行的生产线正以精准的节奏运转,“这都是我们为不同‘脾气’的矿石量身打造的‘定制生产线’,再也不用‘一把尺子量矿石’了。”
这份生产线上的“精准”,源自华刚矿业产学研协同技术攻关。面对当地矿石岩性繁杂、氧化率、品位波动大的行业难题,华刚技术团队与中南大学组成联合课题组,跑遍采矿点、分析矿样,摸清了数十种矿石的“特性密码”。最后,科研团队决定依据矿石氧化率、品位、可浮性等特性,采用不同的选矿工艺进行回收,实现分采分选,提高资源的综合利用率。曾培笑着说:“这就是产学研融合的力量,我们懂生产,高校懂原理,两者结合,难题就好解了。”
如今,华刚矿业已搭建起“云端+现场”的产学研合作模式。今年初,华刚矿业通过云端平台搭建起跨洋技术桥梁,与东北大学教授围绕“硫氧混合矿分选”展开专项研讨,针对氧化铜矿硫化焙烧浮选技术的工业化应用瓶颈,双方专家深入研究论证,寻找可落地的技术方案。
走进华刚矿业焙烧制酸厂车间,富氧焙烧炉喷吐着淡红色的火焰,热浪裹挟着金属的气息扑面而来。焙烧制酸厂工程师刘海紧盯着炉温显示屏:“我们这套富氧焙烧-直接电积工艺,把富氧度稳稳控制在25%~35%,不仅解决了辉铜矿焙烧的热量平衡‘老大难’问题,还直接省掉了萃取环节。”
传统硫化铜精矿冶炼工艺包含“焙烧—浸出—萃取—电积”4个环节,流程冗长、经济效益不佳,极大限制了原料品位高、浸出液含铜高的优势发挥。为进一步优化生产工艺,华刚矿业联合矿冶科技集团等科研单位,探索出“富氧焙烧-直接电积”工艺。通过精准控制富氧浓度强化焙烧、调整优化系统铜酸水平降低杂质浸出、多工段优化耦合等技术,让焙烧后的矿砂经水淬浸出后,浸出料液能够直接进入电积生产阴极铜产品,减少了萃取流程。同时,该公司提出采用直接电积系统平衡控制、焙砂浓密底流返回给料桶等方法,有效提升产品质量,使阴极铜重点控制杂质元素含量稳定保持低位。电积车间副作业长卜梵指着一块刚从电解槽里取出的阴极铜说:“你看这块阴极铜板面光滑度和致密度,用光谱仪检测,肯定满足A级铜标准。”2024年8月,中国有色金属工业协会名誉会长康义调研考察时,对华刚矿业的生产工艺赞叹不已:“你们二期的硫化铜精矿富氧焙烧浸出后直接电积生产阴极铜的工艺,阴极铜A级率超90%,成本却仅为传统工艺的70%,实在令人惊叹。”
在尾矿废水循环系统旁,陈兴海指着处理后的回水池介绍:“这是我们与中南大学合作的‘铜钴湿法冶炼溶液体系中的除硅技术研究’成果,共同研发的‘低耗水回收+除硅工艺’,让废水循环率达到95%,资源利用率再提15%。”
在华刚矿业的创新版图里,这些产学研合作并非个例。“我们的合作原则是‘课题从生产来、成果到生产去’。”陈兴海说,高校和科研院所带来实验室的理论成果,企业提供生产场景和实操经验,双方共同优化技术方案,形成“研发—实验—应用—反馈—再研发”的闭环。
200余项技改、180余个“五小”创新项目落地见效;分段采掘年创效上千万美元;浮选导流槽改造、药剂单耗降低,每年节省上百万美元……华刚矿业产学研融合的步伐从未止步。“每一分效益都藏在技术创新里。”陈兴海说,华刚矿业已与矿冶科技集团、湖南有色金属研究院、中南大学等10余家科研院所建立长期合作,开展了20余个专项课题攻关,内容涵盖阴极铜质量提升、全流程杂质脱除等核心技术痛点,累计拿下9项国家发明专利、7项省部级和行业协会大奖。“2025年我们计划将产学研转化效率再提15%,让新质生产力的降本增效动力更足,努力把华刚打造成非洲铜钴产业的协同创新标杆。”谈起未来发展,陈兴海信心满满。
培育“创新生态”
让每个人都能有机会当“创客”
清晨的阳光透过华刚矿业焙烧车间的铁皮屋顶,在地面投下斑驳光影。43岁的焙烧制酸厂副厂长贾康乐戴着安全帽蹲在设备旁,指尖在布满数据的显示屏上滑动,额角的汗珠顺着安全帽系带滑到衣领。此刻,他正和团队测试新优化的焙烧参数,试图将每吨矿的能耗再压低一些。
“我们搞技术的,最担心‘想干事没资源、干成事没认可’,现在公司的科技创新制度给我们搭好了梯子,其他啥也不用操心,只管放开手脚往前冲。”贾康乐的声音里透着实打实的冲劲。他身后的操作台上,一份《技术体系建设和技术管理提升实施方案》被翻得边角微卷,纸上密密麻麻的批注,记录着他和团队这些年的创新足迹。
在华刚矿业,创新从来不是少数人的“灵光一现”,而是精心培育的“必然结果”。“我们要让每个技术人员都能找到自己的‘成长坐标’,让每个创新想法都有落地的‘土壤’。”华刚矿业总经理李圣说。为打造过硬的技术人才队伍,该公司出台《技术体系建设和技术管理提升实施方案》,明确“总工程师统筹、副总工程师协助、各层级技术人员参与”的三级管理体系,其中,总工程师负责审定科研方向,副总工程师牵头攻关项目,各车间技术主管对接生产需求,确保科研方向不偏离实际;细化《“三支队伍”人才梯队建设管理办法(试行)》,将技术人员分为“技术能手”“技术骨干”“技术专家”3个层级,每个层级都有明确的评选条件、聘任流程和考核标准。
刚入职4年的高丹校,如今已是选矿领域的“技术骨干”。回忆起刚入职时的场景,他仍忍不住发笑:“第一次做浮选试验,我连药剂滴定管都握不稳,加药量多了2毫升,结果整个试验的数据都废了。当时,我特别沮丧,觉得自己不是做技术的料。”让高丹校没想到的是,公司很快找到资深专家、高级工程师刘杰给他当导师。刘杰不仅手把手教他调滴定管,还根据他的特长制订了“成长计划”——第一个月学基础操作,第二个月学数据分析,第三个月参与小型试验。
“有次我们做‘高泥化矿浮选’试验,连续一周回收率都上不去,我差点想放弃。刘老师对我说,创新就是不断试错的过程,要是一次就成了,那还叫攻关吗?”高丹校说,后来他和大家一起排查,发现是脱泥环节时间不够,调整后回收率一下子就上去了。去年,高丹校参与的“选矿回收率提升技术研究”项目,让矿石回收率提高了1.2个百分点,不仅拿到了科技创新专项奖金,还受到了公司表彰。“拿到奖金那天,我第一时间给刘老师打电话,他说这是制度给年轻人的机会,要珍惜。”现在,高丹校也成了新员工的导师,把这份“制度带来的底气”传递给了更多人。
华刚矿业的创新制度,不仅关注人才培养,更注重科研全流程保障。在财务部,会计葛增伟的电脑屏幕始终开着OA系统的“科研经费归集审批单”页面,他指尖轻点鼠标,科研项目的经费使用明细便清晰呈现:“现在通过OA系统,从申请到审批最快3天就能完成,还能实时监控经费流向,确保每一分钱都用在‘刀刃’上。”
“我们将创新精神融入企业文化,唯有不断鼓励创新,才能在市场竞争中占据优势。”李圣的这句话,深深印在每个华刚人心里。2024年,华刚矿业重新修订完善《科技创新成果奖励办法》,不仅将专项奖金额度提高50%,还新增了“成果转化奖”,只要技术成果能落地产生效益,团队就能获得额外奖励。
冶炼工程师邓方杰对此深有体会。去年,他和团队研发的“铁渣酸洗技术改造及应用”,仅需极少稀硫酸,就可进一步降低除铁渣含钴损失、提高钴回收率。这项“小改小革”荣获了公司2024年质量月活动一等奖。“公司不仅给我们专项奖金,还授予了科技创新团队称号。”邓方杰说,现在他们的生产线上常看见一些人聚到一起互相讨论交流,大家都在绞尽脑汁琢磨“金点子”。
从人才培养的“梯队计划”,到经费支持的“快速通道”;从成果奖励的“真金白银”,到创新氛围的“润物无声”,华刚矿业的企业创新制度机制宛若细密根系,深深扎进企业高质量发展的“土壤”,为科技创新输送着源源不断的“养分”。在这里,创新不再是少数人的“专利”,而是每个华刚人触手可及的“日常”。如今,科技创新的活力正从生产线上的每个角落迸发,推动华刚矿业在全球矿业变革的道路上稳步前行,也为中国企业践行“一带一路”倡议,以科技创新引领行业高质量发展写下了生动注脚。
责任编辑:任飞
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