淺談貓場鋁礦質(zhì)量管理方法

（中國鋁業(yè)股份有限公司貴州分公司，貴州 清鎮(zhèn) 551400）

質(zhì)量管理是一個龐大的系統(tǒng)工程，從質(zhì)量管理的發(fā)展歷程來看，先后經(jīng)歷了質(zhì)量檢驗(yàn)階段、統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制（SQC）階段、全面質(zhì)量管理（TQM）。黨的十九大將“質(zhì)量第一”、“質(zhì)量強(qiáng)國”首次寫入黨代會報(bào)告，習(xí)近平在黨的十九大報(bào)告中16處提到質(zhì)量；在黨的十九大后，召開的首次中央經(jīng)濟(jì)工作會議上做了一個重大判斷，即經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新時代，基本特征就是我國經(jīng)濟(jì)已由高速增長階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段。從“中國制造”到“中國創(chuàng)造”，從“有沒有”到“好不好”，從“高速增長”到“高質(zhì)量發(fā)展”。把高質(zhì)量發(fā)展提升到了前所未有的高度。

中國鋁業(yè)集團(tuán)從做好“加減乘除法”、開展安全·環(huán)保·質(zhì)量三大攻堅(jiān)戰(zhàn)、推動質(zhì)量全面管理，多維度提高質(zhì)量管理，向高質(zhì)量發(fā)展邁進(jìn)。鋁土礦礦山依托礦石質(zhì)量管理，以此為主線，推動企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展是一條優(yōu)選之路。

1 礦石質(zhì)量管理現(xiàn)狀

1.1 貓場鋁礦基本情況介紹

我國鋁土礦資源豐富，又是貴州省優(yōu)勢礦種之一，資源豐富，分布廣，質(zhì)量好，礦床規(guī)模大，截止2014年12月共探獲資源量約為12.9億噸，位居全國前列。貴州鋁土礦床主要為沉積型，成礦傾角較緩。其中，位于清鎮(zhèn)的貓場鋁礦是大型地下礦山，根據(jù)《貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)局一一五地質(zhì)大隊(duì)，貴州清鎮(zhèn)鋁土礦貓場礦區(qū)0-24線勘探報(bào)告》顯示礦區(qū)探明資源儲量為1.79億噸，是一個特大型的沉積鋁土礦礦床，含礦巖系為石炭統(tǒng)大塘組（C1d）[1]。該含礦巖系覆蓋于寒武系中上統(tǒng)婁山關(guān)群（2-3ls）白云巖的古侵蝕面上，侵蝕面起伏不平；上部與擺佐組（C1b）灰?guī)r呈漸變過渡，整合接觸。含礦系厚度受其下伏地層古喀斯特侵蝕程度制約，呈凹處厚度大，凸處厚度小等特點(diǎn)[2]。

該礦系間接頂板為石炭系擺佐組（C1b）白云巖，直接頂為石炭統(tǒng)大塘組（C1d）上段含鋁巖系（C1d2）中的粘土巖、黃鐵礦、鋁土巖組成，厚度在0.00m～15.62m。平均厚度1.77m；礦體間接底板為寒武系婁山關(guān)群（2-3ls）細(xì)晶白云巖，直接底板為石炭統(tǒng)大塘組（C1d）下段含鋁巖系（C1d1）中的鐵質(zhì)粘土巖、綠泥石巖、赤鐵礦、鋁土巖組成，厚度0.00m～112.97m，平均3.22m[2，5]。

1.2 礦石質(zhì)量管理主要任務(wù)

礦石質(zhì)量管理的主要任務(wù)一方面是對采下來的礦石和出礦礦石質(zhì)量的檢查管理，進(jìn)行礦石貧化的統(tǒng)計(jì)和分析；在保證貧富兼采的前提下，協(xié)同采礦人員采取必要的措施降低貧化率；有時也進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐涞V或出礦監(jiān)督管理工作，以減少礦石質(zhì)量的波動和避免不同自然類型、工業(yè)品級礦石的混雜等。另一方面是更好地利用自然資源，社會效益最大化。

根據(jù)國家地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[3]，規(guī)定了鋁土礦邊界品位和工業(yè)品位：礦石質(zhì)量管理必須在國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下開展工作，根據(jù)DZ/T0202-2002《鋁土礦、冶鎂菱鎂礦地質(zhì)勘查規(guī)范》附表H相關(guān)規(guī)范，制定相應(yīng)的質(zhì)量管理制度。

拜耳法氧化鋁生產(chǎn)對鋁土礦成分的綜述：拜耳法是一種工業(yè)上廣泛使用的從鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的化工過程，世界上95%的鋁業(yè)公司都在使用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁，因此為了更好服務(wù)好下游產(chǎn)業(yè)，提升礦產(chǎn)品的競爭力，必須了解鋁土礦成分對拜耳法氧化鋁生產(chǎn)的影響。鋁土礦中Al2O3含量越高，對降低鋁土礦消耗越有利，Al2O3含量提高1%，鋁土礦消耗降低0.02t，流程中的雜質(zhì)含量相對較低赤泥量降低，堿耗、能耗降低；鋁土礦中SiO2是鋁土礦中最有害的雜質(zhì)，鋁土礦中SiO2每增加1%，每噸礦石多消耗氫氧化鈉6.6㎏，氧化鋁8.5㎏；鋁土礦中S對拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的影響也是比較大的，當(dāng)溶液中硫含量0.5g/L上升到4.0g/L后，會使鋼材嚴(yán)重腐蝕、礦漿的磨制和分級受到影響，赤泥沉降性能變差。因此，在該生產(chǎn)流程中S含量要求低于0.7%。

綜上所述，目前的氧化鋁生產(chǎn)方法，對鋁土礦中各種成分含量均有很高的要求，除了達(dá)到行業(yè)規(guī)范要求以外，還需要滿足市場需求。

1.3 影響礦石質(zhì)量管控的原因分析

礦石質(zhì)量管理是系統(tǒng)工程，影響礦石質(zhì)量的因素是紛繁復(fù)雜的，要抓好礦石質(zhì)量管理，就必須摸清質(zhì)量管理現(xiàn)狀以及影響因數(shù)。

（1）礦體本身地質(zhì)條件決定了礦石質(zhì)量的優(yōu)劣

礦石本身的質(zhì)量優(yōu)劣是先天的，我們只有通過對地質(zhì)資料的詳細(xì)分析，才能更好的利用資源。在此過程中，將不同品位、類型的礦石進(jìn)行區(qū)域性劃分，在此基礎(chǔ)上建設(shè)采場，合理布置相關(guān)工程，在掌握了詳細(xì)的地質(zhì)資料的同時，必須做好規(guī)劃，為后期采場回采如何實(shí)現(xiàn)貧富兼采、大小兼采、厚薄兼采、難易兼采的原則作基礎(chǔ)，以期提高資源利用率，因此又足夠充分的地質(zhì)資料就尤為重要了。另外，還需對初步規(guī)劃好的塊段進(jìn)行詳細(xì)勘查，做好相應(yīng)階段的地質(zhì)工作，弄清礦床賦存規(guī)律及開采技術(shù)條件，提供可靠的地質(zhì)資料，以便正確確定開采范圍，為后期采場設(shè)計(jì)、采礦方法的確定提供真實(shí)材料和依據(jù)。

（2）礦體頂?shù)装蹇刂剖菍?dǎo)致鋁土礦礦石質(zhì)量貧化的重要因素

根據(jù)貓場鋁礦礦體的成礦特點(diǎn)可知，礦體直接頂?shù)装逯饕獮檎惩翈r、鋁土巖組成。根據(jù)貓場鋁礦地勘資料整理出794個鋁土巖、粘土巖樣品，統(tǒng)計(jì)出鋁土巖Al2O3：37.89%，S：4.08%，粘土巖Al2O3：27.55%，S：3.83%。

＊公式（1）（2）引用自王運(yùn)敏主編的《現(xiàn)代采礦手冊（中冊）》表9-255[4]。

其中：γ——廢石混入率，%；

Q1——采出礦量，t；

R——廢石混入量，t；

a——工業(yè)儲量礦石Al2O3品位，%；

a’——采出礦石（包含混入的廢石）的Al2O3品位，%；

a”——混入廢石Al2O3品位，%；

某回采采場為例，采場地質(zhì)品位Al2O3含量為72.38%，SiO2含量為6.44%，S含量為0.85%。假使該采場在回采作業(yè)過程中允許廢石混入10%，圍巖為鋁土巖，那么根據(jù)公式（2）可計(jì)算出a’(Al2O3)為68.93%，a’(S)為1.17%；圍巖為粘土巖，a’(Al2O3)為67.9%，a’(S)為1.15%。因此，不管是粘土巖還是鋁土巖的混入，都會造成S含量的急劇上升。因此，控制好頂?shù)装寤烊胧墙档筒蓤龅V石貧化的重要措施。

（3）地質(zhì)條件對礦石質(zhì)量的影響分析

在地下礦山開采過程中，地質(zhì)條件對礦體開采有較大影響，特別是地質(zhì)條件復(fù)雜、斷層、節(jié)理裂隙、褶皺等發(fā)育的區(qū)域，礦體賦變較大，礦石質(zhì)量較差。另外，部分區(qū)域有含硫較高的包裹體，含硫包裹體本身含硫較高，且影響半徑較大，這也是導(dǎo)致含硫富化的重要因素。

圖1 礦體內(nèi)含硫包裹體（球狀）

圖2 礦體內(nèi)含硫包裹體（脈狀）

圖3 礦體內(nèi)節(jié)理裂隙發(fā)育

圖4 斷層錯斷礦體

圖1、2分別展示了含硫包裹體在礦體中的普遍存在，有的能夠直觀的看見，部分是難以察覺的，但它們對礦石質(zhì)量的貧化是顯而易見的，由于在實(shí)際質(zhì)量管理工程中難以控制和預(yù)料，因此就要求我們將質(zhì)量工作細(xì)做扎實(shí)。

圖3、4分別展示了礦體在斷層、節(jié)理裂隙發(fā)育的區(qū)域的影響，導(dǎo)致礦體起伏較大或被錯段，破壞了礦體的連續(xù)性，這對采場建設(shè)的影響是極大的，甚至影響到整個采場的布置。因此，地質(zhì)工作就顯得尤為重要。

2 礦石質(zhì)量管理方法論述

2.1 開展礦石分類分運(yùn)分堆工作

根據(jù)行業(yè)規(guī)范、市場需求以及生產(chǎn)實(shí)際，制定礦石分類級別，規(guī)范出礦流程，從源頭抓好質(zhì)量分類工作，為后續(xù)工作的開展提供有利條件。

在生產(chǎn)實(shí)際過程中，結(jié)合市場需求，主要是根據(jù)Al2O3含量、S含量為指標(biāo)，必要時，輔以鋁硅比指標(biāo)為劃分指標(biāo)，根據(jù)所制定的質(zhì)量指標(biāo)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，盡量做到分類出礦，出到工業(yè)場地后，加強(qiáng)礦石堆放管理，避免礦石污染。

2.2 制定礦石質(zhì)量過程控制獎懲辦法

制定適合本礦山的質(zhì)量過程控制獎懲辦法可以有效促進(jìn)礦石質(zhì)量控制，有利于推進(jìn)全員參與質(zhì)量管理，有利于規(guī)范礦石流程管控。

礦石質(zhì)量管理獎懲制度必須涵蓋整個生產(chǎn)流程，在每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)都要有具體的要求、考核、獎勵，只有細(xì)化這些過程，明確標(biāo)準(zhǔn)、管理責(zé)任，才能真正發(fā)揮獎懲制度的作用。

特別是在礦石質(zhì)量檢驗(yàn)這個環(huán)節(jié)尤其重要，質(zhì)量檢驗(yàn)要有代表性，要有真實(shí)性，因此需要采取一定的措施來規(guī)避和建少人為因素，避免因?yàn)槿说囊蛩赜绊戀|(zhì)量波動。

通過成立質(zhì)量管理團(tuán)隊(duì)，明確各個成員的質(zhì)量管理責(zé)任和權(quán)利，建立質(zhì)量管理機(jī)制，在整個質(zhì)量管理過程中，才會形成良好的管理秩序。

一旦規(guī)定了獎懲制度，就必須嚴(yán)格執(zhí)行，且獎懲分明，對質(zhì)量工作有促進(jìn)的、在質(zhì)量管理過程中發(fā)揮作用的要得到相應(yīng)的獎勵，對質(zhì)量控制起到副作用的必須嚴(yán)格執(zhí)行制度。一方面能夠促進(jìn)全員參與質(zhì)量管理，另一方面能夠有效貫徹質(zhì)量意識。

制度規(guī)定要細(xì)化到各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，不能忽視任何一個可能導(dǎo)致質(zhì)量波動、事件的因素，只有全面全員參與質(zhì)量管理、全過程落實(shí)質(zhì)量管理才有可能提升礦石質(zhì)量管理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全面質(zhì)量管理，達(dá)到高質(zhì)量發(fā)展水平。

2.3 開展技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目，提升質(zhì)量管理

由于礦體直接頂板鋁土巖和粘土巖中含有大量的遇水極易膨脹崩解的云母/伊利石和高嶺石，當(dāng)?shù)V體開采完后，粘土巖和鋁土巖遇到礦體間接頂板白云巖滲流出的水就會發(fā)生泥化、崩解，失去承載能力，進(jìn)而垮塌，加大了安全隱患以及對礦石造成貧化損失[6]。

結(jié)合本礦區(qū)實(shí)際情況，針對采場頂?shù)装蹇刂?、采礦技術(shù)研究可以開展具體的科研項(xiàng)目，可以有效提高采場安全性、提高采場礦石回收率，對提高礦石質(zhì)量管理有促進(jìn)作用。

選擇合理的開拓方法、開采順序，采礦方法，合理確定匡凱結(jié)構(gòu)參數(shù)及回采工藝，通過一系列的科研，合理設(shè)計(jì)礦塊尺寸、礦柱大小，以最大限度的提高回采率，降低礦石貧化率。

2.4 做好初級產(chǎn)品的配礦工作

礦山生產(chǎn)的原礦石，由于在開采過程中或多或少的有其他雜質(zhì)進(jìn)入礦石流程，導(dǎo)致礦石質(zhì)量波動，因此，常常需要配礦才能更大限度的發(fā)揮礦石價(jià)值。配礦，就是各類礦石的合理搭配。根據(jù)不同品級礦石以及市場需求，按照客戶的要求進(jìn)行配礦經(jīng)營。

另外還需要對配礦的效果和效益做出評價(jià)，選擇適合的、低成本的配礦措施，使礦石經(jīng)營效益最大化，促進(jìn)礦山持續(xù)發(fā)展。

3 總結(jié)

礦石質(zhì)量管理貫穿整個流程的始終，從采場落礦到銷售，其中各個環(huán)節(jié)都礦石質(zhì)量都有一定的影響，主要影響因素還是質(zhì)量的源頭控制，因此，在抓礦石質(zhì)量管理的過程中必須做好源頭質(zhì)量的管控工作。

礦山行業(yè)，特別是鋁土礦行業(yè)以礦石質(zhì)量管理為切入點(diǎn)，以提高采場回采率為目的，以科技興礦為手段，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)全面實(shí)力管理，達(dá)到高質(zhì)量發(fā)展是一條可以期待的路子。