以科技創新賦能生產鏈提質增效——華剛礦業以技術創新重構礦業生產鏈的實踐路徑
2025年11月27日 11:18 2503次瀏覽 來源： 中國有色金屬報 分類： 地礦建設 作者： 王建國 趙久春
華剛礦業廠區全景
赤道陽光灼灼地炙烤著剛果（金）加丹加高原，當地獨具特色的紅土泛著溫潤的赭紅色光澤，宛如大地褪去厚重外衣后袒露的血脈。在這片熱土上，華剛礦業股份有限公司（以下簡稱“華剛礦業”）的生產廠區里，現代化設備的轟鳴不再是傳統礦業的單調回響，而是跳動著“數據互聯”“智能管控”“綠色高效”的科技脈搏。一項項扎根生產實踐的專利技術，就像鑲嵌在紅土地上的銀色勛章，讓這里不僅成為資源開采的“富礦”，更蛻變為引領礦業高質量發展的“創新試驗田”。
打破“數據孤島”
給礦山裝上“智慧大腦”
走進華剛礦業調度中心，一塊長10.96米、高3.06米的巨幅屏幕亮起流動的藍光。這顆礦山的“數字心臟”，實時跳動著采礦、選礦、冶煉全流程的數據流——采礦工作面的礦車位置、選礦車間半自磨機礦石處理量、冶煉廠電積車間陰極銅生產總電流，甚至尾礦庫壩體的毫米級位移，都以動態圖標和曲線的形式清晰呈現。
“如今查看生產數據，指尖一點，一分鐘就能全摸清。”華剛礦業生產總監兼總調度長黃榮偉俯身看向屏幕，指尖掠過一組閃爍的綠點，“你看這是綜合調度模塊，球磨機軸承溫度超過65攝氏度就會自動標紅預警，比人工巡檢至少早發現30分鐘。”話音未落，屏幕彈出尾礦庫雨量監測預警，他輕點鼠標切換界面，尾礦庫雨量監測以及排洪系統運行情況同步呈現，應急指令瞬間通過專網傳至生產一線現場班組。
“新質生產力就藏在這些數據的‘互聯互通’里。”華剛礦業總工程師陳興海站在調度中心的操作臺旁，身前的屏幕顯示著礦山的三維立體模型，從選礦車間的浮選機到焙燒制酸廠的焙燒爐，每一處設施都標注著實時運行參數，連磨機主軸承的振動值、電解槽的電流密度都清晰可見。“傳統礦業的采礦、選礦、冶煉是‘三張皮’，就像3個獨立的房間。生產上出了問題，得逐一詢問排查，等搞清楚問題，半天時間就過去了。”陳興海接著說：“我們這個智能中樞把全流程串起來，數據像血液一樣在礦山的‘血管’里循環，哪里出問題，系統立馬會‘喊疼’。”
陳興海指著屏幕角落揮舞機械臂的圖像說：“這是我們的智能剝片系統，效率非常高。傳統人工剝片不僅效率低，頻繁作業還存在較大安全隱患，現在機器人效率提升了十幾倍。這不是簡單的‘機器代替人’，而是用數據串聯生產全流程，讓礦山像人一樣‘能感知、會思考、快反應’。”
在調度臺數據分析區，屏幕上滾動著系統運行報告。“這些系統就像給礦山裝了‘智慧大腦’。”陳興海表示，通過工業互聯網平臺整合，曾經散落的“數據孤島”被徹底打通，實現了“管控一平臺、決策一張圖”的全流程智能控制。“下一步，我們會讓AI人工智能深度介入生產，預計生產效率還會再提升幾個百分點。”談及未來，陳興海說，他們將應用人工智能、云計算、大數據等現代科技，探索構建智能選礦磨浮系統、陰極銅自動轉運系統等智能化信息系統，讓新質生產力成為企業高質量發展的“創新引擎”。
破解“選礦密碼”
攻克“卡脖子”技術難題
華剛礦業中外員工節日期間掛燈籠
踏上華剛礦業選礦浮選生產線，裹挾著細碎礦粒的礦漿在攪拌槽里翻滾，呈現出深褐色的綢緞質感，而在浮選機的槽體內，銀藍色的泡沫像揉碎的月光浮在表面，隨著攪拌葉輪的轉動緩緩移動，這是銅鈷金屬即將被“捕獲”的信號。
選礦廠工程師王順半蹲在操作臺旁，膝蓋上沾著些許礦漿的痕跡。他左手拿著便攜式品位檢測儀，右手在觸摸屏上滑動，屏幕上的藥劑流量曲線如心電圖般平穩跳動。“胺類捕收劑添加量現在是0.8立方米/小時，泡沫層厚度穩定在15厘米，這兩個參數是保證回收率的關鍵。”王順說著，將檢測儀探頭插入泡沫中。
這層看似尋常的泡沫背后，卻藏著華剛礦業多年未解的“心病”。贊比亞—剛果（金）銅鈷礦帶的礦石，因形成年代久遠、地質條件特殊，普遍存在高鈣、高鎂、低硫、氧化率不均、銅礦物嵌布粒度極不均勻、嵌布復雜、易泥化等特點。此前，剛果（金）當地資源開發行業普遍采用“原礦直接浸出”工藝，不僅無法有效回收硫化銅，還存在浸出耗酸量大等突出弊端，就像“裹著泥巴的金子”，常規工藝根本“啃不動”。
為了破解這個“卡脖子”技術難題，華剛礦業組建專項科研團隊，決心啃下這塊“硬骨頭”。歷經小型選礦試驗、選礦連續擴大試驗、選冶聯合試驗等上千次探索，團隊終于摸清了氧化銅鈷礦浮選過程中有機胺的去水化作用新機制，成功研發出有機胺-羥肟酸/黃原酸裝配式捕收劑技術，并創新提出“先硫后氧”異步浮選新工藝。
“簡單說，就像處理帶殼的堅果，得先破殼再取仁。”陳興海展開工藝流程圖解釋說：“實驗中，我們先往礦漿里加黃藥類捕收劑，讓它們隨著泡沫浮出，等硫化礦物徹底分離后，再注入胺類藥劑，這時候胺類藥劑就能‘靶向捕捉’氧化銅。這套異步浮選策略，徹底打破了兩類礦物‘混選難分’的僵局。”技術落地后，華剛礦業銅鈷礦的選礦銅回收率持續攀升，每年多回收的銅金屬量達上千噸。2023年，以該技術為核心的“戰略金屬氧化礦高效浮選分離多維度精準調控創新技術及應用”課題成果，榮獲國家科學技術進步獎二等獎，成為當年全國選礦領域唯一獲獎成果，標志著我國在戰略金屬礦分選技術上躋身國際前沿。
如今，“先硫后氧”異步浮選工藝已成為華剛礦業的“制勝法寶”。不僅如此，這項技術還成了我國礦業技術“走出去”的生動注腳，很多當地大型礦山企業紛紛前來“取經”。這些工藝革新成果就像一把把“金鑰匙”，不斷解鎖紅土礦中的“選礦密碼”，讓華剛礦業在全球銅鈷產業中站穩了腳跟。“這讓我們真切地感受到，技術創新不僅能讓企業受益，還能帶動整個行業進步。”陳興海感慨地說。
產學研融合
構筑全產業鏈“技術高地”
華剛礦業開展叉車操作技能培訓
華剛礦業生產的陰極銅下線
華剛礦業技術人員現場研究礦山特點
華剛礦業選礦第二系列生產線上，浮選機的沉穩轟鳴交織成生產律動。泛著深灰色的礦漿像精心調配的凝脂漿液，在槽體內循著既定軌跡緩緩翻滾，選礦廠廠長曾培緊盯控制面板上跳動的計量曲線，指尖在記錄簿上快速勾勒：“你看這曲線，現在每噸礦硫化劑單耗降低到0.9公斤，不僅把生產成本壓了下去，資源回收效率還往上提了一大截。”他轉身指向車間另一側，3條平行的生產線正以精準的節奏運轉，“這都是我們為不同‘脾氣’的礦石量身打造的‘定制生產線’，再也不用‘一把尺子量礦石’了。”
這份生產線上的“精準”，源自華剛礦業產學研協同技術攻關。面對當地礦石巖性繁雜、氧化率、品位波動大的行業難題，華剛技術團隊與中南大學組成聯合課題組，跑遍采礦點、分析礦樣，摸清了數十種礦石的“特性密碼”。最后，科研團隊決定依據礦石氧化率、品位、可浮性等特性，采用不同的選礦工藝進行回收，實現分采分選，提高資源的綜合利用率。曾培笑著說：“這就是產學研融合的力量，我們懂生產，高校懂原理，兩者結合，難題就好解了。”
如今，華剛礦業已搭建起“云端+現場”的產學研合作模式。今年初，華剛礦業通過云端平臺搭建起跨洋技術橋梁，與東北大學教授圍繞“硫氧混合礦分選”展開專項研討，針對氧化銅礦硫化焙燒浮選技術的工業化應用瓶頸，雙方專家深入研究論證，尋找可落地的技術方案。
走進華剛礦業焙燒制酸廠車間，富氧焙燒爐噴吐著淡紅色的火焰，熱浪裹挾著金屬的氣息撲面而來。焙燒制酸廠工程師劉海緊盯著爐溫顯示屏：“我們這套富氧焙燒-直接電積工藝，把富氧度穩穩控制在25%~35%，不僅解決了輝銅礦焙燒的熱量平衡‘老大難’問題，還直接省掉了萃取環節。”
傳統硫化銅精礦冶煉工藝包含“焙燒—浸出—萃取—電積”4個環節，流程冗長、經濟效益不佳，極大限制了原料品位高、浸出液含銅高的優勢發揮。為進一步優化生產工藝，華剛礦業聯合礦冶科技集團等科研單位，探索出“富氧焙燒-直接電積”工藝。通過精準控制富氧濃度強化焙燒、調整優化系統銅酸水平降低雜質浸出、多工段優化耦合等技術，讓焙燒后的礦砂經水淬浸出后，浸出料液能夠直接進入電積生產陰極銅產品，減少了萃取流程。同時，該公司提出采用直接電積系統平衡控制、焙砂濃密底流返回給料桶等方法，有效提升產品質量，使陰極銅重點控制雜質元素含量穩定保持低位。電積車間副作業長卜梵指著一塊剛從電解槽里取出的陰極銅說：“你看這塊陰極銅板面光滑度和致密度，用光譜儀檢測，肯定滿足A級銅標準。”2024年8月，中國有色金屬工業協會名譽會長康義調研考察時，對華剛礦業的生產工藝贊嘆不已：“你們二期的硫化銅精礦富氧焙燒浸出后直接電積生產陰極銅的工藝，陰極銅A級率超90%，成本卻僅為傳統工藝的70%，實在令人驚嘆。”
在尾礦廢水循環系統旁，陳興海指著處理后的回水池介紹：“這是我們與中南大學合作的‘銅鈷濕法冶煉溶液體系中的除硅技術研究’成果，共同研發的‘低耗水回收+除硅工藝’，讓廢水循環率達到95%，資源利用率再提15%。”
在華剛礦業的創新版圖里，這些產學研合作并非個例。“我們的合作原則是‘課題從生產來、成果到生產去’。”陳興海說，高校和科研院所帶來實驗室的理論成果，企業提供生產場景和實操經驗，雙方共同優化技術方案，形成“研發—實驗—應用—反饋—再研發”的閉環。
200余項技改、180余個“五小”創新項目落地見效；分段采掘年創效上千萬美元；浮選導流槽改造、藥劑單耗降低，每年節省上百萬美元……華剛礦業產學研融合的步伐從未止步。“每一分效益都藏在技術創新里。”陳興海說，華剛礦業已與礦冶科技集團、湖南有色金屬研究院、中南大學等10余家科研院所建立長期合作，開展了20余個專項課題攻關，內容涵蓋陰極銅質量提升、全流程雜質脫除等核心技術痛點，累計拿下9項國家發明專利、7項省部級和行業協會大獎。“2025年我們計劃將產學研轉化效率再提15%，讓新質生產力的降本增效動力更足，努力把華剛打造成非洲銅鈷產業的協同創新標桿。”談起未來發展，陳興海信心滿滿。
培育“創新生態”
讓每個人都能有機會當“創客”
清晨的陽光透過華剛礦業焙燒車間的鐵皮屋頂，在地面投下斑駁光影。43歲的焙燒制酸廠副廠長賈康樂戴著安全帽蹲在設備旁，指尖在布滿數據的顯示屏上滑動，額角的汗珠順著安全帽系帶滑到衣領。此刻，他正和團隊測試新優化的焙燒參數，試圖將每噸礦的能耗再壓低一些。
“我們搞技術的，最擔心‘想干事沒資源、干成事沒認可’，現在公司的科技創新制度給我們搭好了梯子，其他啥也不用操心，只管放開手腳往前沖。”賈康樂的聲音里透著實打實的沖勁。他身后的操作臺上，一份《技術體系建設和技術管理提升實施方案》被翻得邊角微卷，紙上密密麻麻的批注，記錄著他和團隊這些年的創新足跡。
在華剛礦業，創新從來不是少數人的“靈光一現”，而是精心培育的“必然結果”。“我們要讓每個技術人員都能找到自己的‘成長坐標’，讓每個創新想法都有落地的‘土壤’。”華剛礦業總經理李圣說。為打造過硬的技術人才隊伍，該公司出臺《技術體系建設和技術管理提升實施方案》，明確“總工程師統籌、副總工程師協助、各層級技術人員參與”的三級管理體系，其中，總工程師負責審定科研方向，副總工程師牽頭攻關項目，各車間技術主管對接生產需求，確保科研方向不偏離實際；細化《“三支隊伍”人才梯隊建設管理辦法（試行）》，將技術人員分為“技術能手”“技術骨干”“技術專家”3個層級，每個層級都有明確的評選條件、聘任流程和考核標準。
剛入職4年的高丹校，如今已是選礦領域的“技術骨干”。回憶起剛入職時的場景，他仍忍不住發笑：“第一次做浮選試驗，我連藥劑滴定管都握不穩，加藥量多了2毫升，結果整個試驗的數據都廢了。當時，我特別沮喪，覺得自己不是做技術的料。”讓高丹校沒想到的是，公司很快找到資深專家、高級工程師劉杰給他當導師。劉杰不僅手把手教他調滴定管，還根據他的特長制訂了“成長計劃”——第一個月學基礎操作，第二個月學數據分析，第三個月參與小型試驗。
“有次我們做‘高泥化礦浮選’試驗，連續一周回收率都上不去，我差點想放棄。劉老師對我說，創新就是不斷試錯的過程，要是一次就成了，那還叫攻關嗎？”高丹校說，后來他和大家一起排查，發現是脫泥環節時間不夠，調整后回收率一下子就上去了。去年，高丹校參與的“選礦回收率提升技術研究”項目，讓礦石回收率提高了1.2個百分點，不僅拿到了科技創新專項獎金，還受到了公司表彰。“拿到獎金那天，我第一時間給劉老師打電話，他說這是制度給年輕人的機會，要珍惜。”現在，高丹校也成了新員工的導師，把這份“制度帶來的底氣”傳遞給了更多人。
華剛礦業的創新制度，不僅關注人才培養，更注重科研全流程保障。在財務部，會計葛增偉的電腦屏幕始終開著OA系統的“科研經費歸集審批單”頁面，他指尖輕點鼠標，科研項目的經費使用明細便清晰呈現：“現在通過OA系統，從申請到審批最快3天就能完成，還能實時監控經費流向，確保每一分錢都用在‘刀刃’上。”
“我們將創新精神融入企業文化，唯有不斷鼓勵創新，才能在市場競爭中占據優勢。”李圣的這句話，深深印在每個華剛人心里。2024年，華剛礦業重新修訂完善《科技創新成果獎勵辦法》，不僅將專項獎金額度提高50%，還新增了“成果轉化獎”，只要技術成果能落地產生效益，團隊就能獲得額外獎勵。
冶煉工程師鄧方杰對此深有體會。去年，他和團隊研發的“鐵渣酸洗技術改造及應用”，僅需極少稀硫酸，就可進一步降低除鐵渣含鈷損失、提高鈷回收率。這項“小改小革”榮獲了公司2024年質量月活動一等獎。“公司不僅給我們專項獎金，還授予了科技創新團隊稱號。”鄧方杰說，現在他們的生產線上?？匆娨恍┤司鄣揭黄鸹ハ嘤懻摻涣?，大家都在絞盡腦汁琢磨“金點子”。
從人才培養的“梯隊計劃”，到經費支持的“快速通道”；從成果獎勵的“真金白銀”，到創新氛圍的“潤物無聲”，華剛礦業的企業創新制度機制宛若細密根系，深深扎進企業高質量發展的“土壤”，為科技創新輸送著源源不斷的“養分”。在這里，創新不再是少數人的“專利”，而是每個華剛人觸手可及的“日常”。如今，科技創新的活力正從生產線上的每個角落迸發，推動華剛礦業在全球礦業變革的道路上穩步前行，也為中國企業踐行“一帶一路”倡議，以科技創新引領行業高質量發展寫下了生動注腳。
責任編輯：任飛
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