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中冶瑞木鎳鈷礦項目作為中國在南太平洋地區最大的投資項目，以及巴布亞新幾內亞最大的集采選冶一體化世界級礦業項目，自2012年投產以來，持續推動采礦工藝變革與創新，成功應對了投產初期不達產、成本高企與資源品位下降等多重挑戰。通過“水力采礦”“水采—機采聯合作業”及“移動式采礦”等一系列漸進式創新，該項目在巴布亞新幾內亞復雜的熱帶雨林環境中，成功開發了世界級低品位紅土鎳鈷礦，實現了達產超產與可持續發展，為全球礦業資源開發提供了可復制的中國技術方案。

水采工藝

破解投產不達產難題

中冶瑞木鎳鈷礦項目投產初期，面臨嚴峻生產困境。作為全球首個成功應用高壓酸浸工藝處理低品位紅土礦的項目，該項目多數設備為自主設計的非標設備，無成熟經驗可循。實際運行中，因圓筒洗礦機振動格篩面積過大、進料口間距過近等設計缺陷，導致設備損壞嚴重、維修量激增，產能長期僅能達到設計值的90%左右。加之熱帶雨林高強度降雨使礦石含水過多，頻繁造成洗礦系統淤塞，每年雨季月均停產約10天。

為徹底解決達產難題，項目團隊將目光投向曾作為輔助工藝的水力采礦技術。該技術雖在20世紀五六十年代應用于煤礦、鉀鹽等開采，后因環保問題幾近停用，且初期外部實驗效果不佳，但團隊堅持改進創新。2016年，水力采礦工藝被提升為主工藝進行采礦造漿，當年即貢獻30%的產能。該工藝具有造漿快、投資少、人工與維修成本低、建設周期短等優點。水力采礦工藝實施后，項目于2017年全面達產，并連續多年超產，最高月產量達設計產能的108%。

縱觀世界各地的紅土礦項目，投產不達產始終是難以解決的問題。20世紀60年代，古巴建成的紅土礦項目在卡斯特羅革命后持續停產。此后，一家加拿大公司對其進行投資改造，直到2000年才達到歷史產能，但仍未達到設計產能。20世紀90年代末，澳大利亞建成了3個紅土礦項目，由于技術原因都未達到設計產能，最高僅達到設計產能的75%。與中冶瑞木鎳鈷礦項目同期投產、由國外知名工程公司設計的新喀里多尼亞Goro項目以及馬達加斯加Ambatovy項目至今產量僅能達到設計產能的70%~80%。中冶瑞木鎳鈷礦純水采開采紅土礦為世界首例，突破了紅土礦產能上限，不僅為采礦工藝，也為造漿工藝帶來革命性的變化。

水采機采

聯合作業保障可持續發展

隨著開采持續，高品位礦石資源減少，礦石品位下降、礦體變薄、含礫石率增加，導致處理難度和成本攀升。瑞木紅土鎳礦屬于低品位資源，投產前5年首采區域為品質較高的KBK礦區，礦石平均品位為鎳1.09%。自第6年開始，礦石品位逐年降低，后續15年礦石鎳平均品位僅為0.91%，維持原設計產量所需單位成本將逐步升高。同時，開采范圍擴大使運輸距離遠超“3公里最經濟”臨界點，引發設備、油耗、維修及人工成本連鎖增長。至2023年，原有工藝已難以滿足冶煉需求，項目生存面臨挑戰。

為應對資源劣化與成本危機，該項目于2023年推出“水采+機采聯合作業”模式。核心目標是在采礦點附近設立水采點，用鉸卡將礦石短駁至水采點，再用高壓水炮沖洗造漿。該模式大幅縮短了運輸距離，將采礦成本從可變成本轉化為可控固定成本，單個作業點投資僅為計劃新建洗礦系統的5%左右。2023年5月，礦山正式開始聯合作業的工業化應用試驗，同年10月聯合作業成為主工藝，截至目前，聯合作業產量占到礦山總產量的80%，完全滿足了冶煉廠需求。聯合作業實施后，鉸卡使用量減少約30%，維修人員減少40%，礦石損失率也從機采的4%~5%降低到3%左右。不僅解決了項目的生存問題，更因其理論上可使采礦范圍、造漿能力和產能隨管道運輸能力無限延伸，為項目的長期可持續發展奠定了堅實基礎，被視為對世界采礦工藝的顛覆性創新。

系統性技術創新

驅動全面增效與綠色發展

除了采礦工藝的核心突破，該項目在節能降耗、環境保護及全流程技術方面也進行了系統性創新。

變頻式攪拌槳降低能耗。在礦漿攪拌系統能耗優化上，該項目將原有礦漿儲存罐攪拌槳驅動系統從原有硬啟動、固定頻率運行模式升級為變頻運行模式，采用空間電壓矢量控制、轉矩自動提升等技術的變頻器，實現對電機轉速的平滑與精確調節。改造后，攪拌槳轉速可根據罐內實際礦漿量自動調節，直接降低了攪拌作業的電耗。同時，變頻軟啟動和軟停止功能減少了設備啟停時的電流沖擊與機械應力，顯著延長了軸承、聯軸器等關鍵部件使用壽命，降低了設備消耗與維修保養費用。

調優工藝參數科技降本。在濃密機工藝優化與絮凝劑高效利用上，該項目通過調整礦漿預稀釋濃度，實現了流程精細化控制。為提升鎳鈷金屬產量，需要將礦漿濃度從設計值18.3%提高至22%左右，濃度提升將導致絮凝劑用量大幅增加，從每噸礦漿60克增至約80克，進而推高生產成本。通過持續攻關與實驗，礦山技術人員發現將預稀釋濃度從8%優化至4.5%，即可在達到22%目標濃度的同時，將絮凝劑消耗控制在每噸72克。

更短距離礦漿管道節能降耗。在礦漿輸送系統改造上，該項目通過縮短并優化礦漿輸送管道大幅節約能耗。通過優化調整設計方案，對管道布局重新設計，將管道總長度由2.3公里縮短至1.7公里、彎頭由22個減少至4個，從根本上簡化了管路結構，降低了輸送阻力和磨損風險點。

回水系統貫徹綠色發展理念。在環境保護與資源循環方面，該項目踐行“綠水青山就是金山銀山”理念，通過建設高效的回水系統，借鑒四川成都都江堰水利工程原理，實現了洗礦廢水的分級自流與全部回收利用，最終于2022年10月實現了廢水零排放，恢復了下游河流生態。水源地取水系統同樣應用了都江堰的分流原理，在保障供水的同時，使年取水量從140萬立方米降至90多萬立方米，大幅降低了水電消耗與運行成本。

全流程技術創新填補空白。在全流程技術層面，該項目形成了具有自主知識產權的低品位紅土鎳鈷礦資源高效開發綜合利用技術。在選礦環節，創新采用“圓筒洗礦機＋槽式擦洗機”工藝去除雜質并回收礦石，并運用“水力旋流器分級＋螺旋溜槽粗選＋搖床精選＋磁選”工藝高效選鉻，產出副產品鉻鐵礦精礦。在冶煉環節，作為全球首個成功應用高壓酸浸工藝處理低品位紅土礦的項目，采用三級預熱+高壓釜+三級閃蒸技術，蒸汽循環利用率超過75%，鎳鈷浸出率分別不低于95.5%和95%。

移動式采礦與持續創新

在取得水采與聯合作業成功后，該項目團隊提出“移動式采礦”下一代解決方案，將傳統洗礦設備集成于移動平臺，實現“采洗結合”，以克服地形限制并提升礦漿質量。目前，該理念已基本成熟，正與國內廠家聯合設計，有望進一步改變世界采礦格局。

中冶瑞木鎳鈷礦項目在巴布亞新幾內亞復雜環境下的成功運營，是以持續科技創新驅動產業升級的典范。項目通過持續工藝創新，取得了顯著的經濟、技術和社會效益。

自2017年達產后，該項目利潤持續多年在中國五礦子企業中名列前茅，發揮了“壓艙石、穩定器、動力源”的作用，形成了一套具有自主知識產權的低品位紅土鎳鈷礦資源高效開發綜合利用技術。該項目的成功實踐，打破了全球紅土鎳鈷礦項目“投產不達產”的魔咒，為世界提供了可復制的中國技術、設備和解決方案。

作為新能源、航空航天等戰略性產業的關鍵材料，鎳鈷資源的安全保障至關重要。該項目成功運營保障了國家鎳鈷資源供應鏈安全，并通過與國內新能源企業合作生產三元前驅體，實現了產業鏈閉環。同時，該項目始終踐行綠色理念，采用高壓酸浸等濕法冶煉技術，與同規模火法工藝相比，每年可節能超50萬噸標煤，減排二氧化碳155萬噸。

面對從“零技術、零設備、零經驗”起步的困境，該項目通過不斷攻堅，營造了濃厚創新氛圍，激發了員工創新活力，在工藝、工具、設備維修等方面涌現大量成果，為企業長遠發展儲備了關鍵技術與人才。