2、金属矿山高效选矿关键技术装备研制
近10年来，在国内基础工业和基础建设大发展的拉动下，选矿设备需求旺盛，工业总产值和销售额保持30%以上的增长速度，同时，更促进了整个行业的技术进步，涌现了一批具有自主知识产权的重大新产品，如12.2×10.9m半自磨机和7.9×13.6溢流型球磨机、200m3的系列浮选机、4×12m系列浮选柱、Φ1200×4500mm超大型永磁筒式磁选机、金属矿用Φ600~750mm大型旋流器等选矿装备，逐渐缩小了与先进国家的差距，提升了参与国际竞争的能力。
但与国外先进水平相比，我国选矿技术装备总体水平落后10年以上，选矿劳动生产力也仅为发达国家同类矿山的1/3-1/6；矿山企业总体能耗高，据统计，我国选矿厂的电耗约占生产成本的60%，比国外同类矿山电耗高15-20%。随着国民经济发展对资源的需求越来越大，我国铜、铁、铝、镍、钨、锡等大宗主要金属矿山普遍面临富矿、易选资源不断枯竭的严峻局面，而我国综合利用的矿种只占可以综合开发利用矿种总数的50%左右，对共生、伴生矿进行综合开发的只占1/3。因此利用高效节能选矿装备对复杂难处理等资源大规模综合开发利用已迫在眉睫。
以我国大量的、典型的难选金属矿产资源（包括大量的选冶固体废弃物）为对象，在改进完善“十一五”成果的基础上，重点开展大破碎比破碎机及新型破碎系统、金属矿超细磨技术与设备、大型高效节能选别技术装备、贫矿预选技术与设备、复合力场选别技术与设备、资源循环利用新技术和新设备、大型高效浓缩和脱水设备和超导磁选设备等的研究，开发一批拥有自主知识产权的选矿重大关键技术、关键装备及配套控制系统；使我国选矿技术及装备水平达到国外同期水平，部分技术达到国际先进水平。使依托企业选厂碎磨系统能耗降低15%，金属回收率提高2－3%，精矿品位提高1－2%以上；综合回收率提高5%以上；彻底改善矿山劳动条件和环境保护，促进矿山企业的技术升级，满足国民经济对矿产资源的持续稳定的要求。
3、大型冶炼装备研制及国产化
我国鼓励有资金实力的企业开发国外矿产资源，目前已卓有成效。随着国外资源的开发和国内有色金属工业发展需要，我国对大型冶炼设备的需求很大，必须进行自行研制和国产化，否则中国企业在国外开矿将受制于人。该项目的研究，对提高我国整体冶炼技术装备水平，提高国内复杂矿产资源利用率和开发国外资源具有重大意义。对中国企业走出去开发国外资源将提供坚强的技术后盾。选择大宗原料处理工艺过程的关键装备，通过5年时间，研制出一批能够支撑国内外重大工程项目的冶炼装备。 针对国内外大宗重要资源和主要冶炼过程，重点开展以下大型冶炼设备研制：铜、
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铅熔炼炉、窑炉等火法冶炼设备，大型卧式和立式高压浸出釜，大流量矿浆泵和大型萃取装置，镍红土矿高效管道反应器，高效循环流态化床，锌大极板电解及自动剥锌装置，盐类高温分解与酸循环利用关键装备等。
4、有色金属加工设备
（1）大规格高合金化铝合金铸锭的先进铸造装备
航天航空用超高强铝合金（如7055、7150、7085等）铸造过程极易出现晶粒粗大、开裂和组织、成份偏析缺陷，成品率低、规格小、品种少，目前我国尚不能实现批量稳定生产，相关工艺技术和装备主要依赖进口。主要关键技术装备包括：（1）高合金化铝合金的熔炼与炉内净化装备；（2）铝熔体炉外高效在线纯净化连续处理装备；（3）多外场条件下的大规格铸锭铸造新技术装备与工艺。通过以上装备的研发，形成高合金化铝合金铸锭自主制备的工艺技术与装备体系，实现高合金化大规格铝合金铸锭的批量稳定制造，突破我国航天、航空、交通运载等系列重大工程装备坯料制造的关键技术瓶颈。在核心技术上取得自主知识产权，并支撑国家发展的前沿需要，对打破国外在尖端产品上的技术封锁及提高现有产品的市场竞争力，均具有重要的战略意义。
（2）等温熔炼炉关键技术及配套设备研制
等温熔炼技术是一种高效、节能、环保的新型熔炼技术，能够降低铝合金熔炼环节的能源损耗、污染物排放、金属熔损及提高熔铸产品质量。国外现只有美国阿伯格公司正在进行同类产品和技术的研究，并正在尝试着商业化进程，国内尚未开展相关研究工作。等温熔炼是指在恒定的温度下进行熔炼，通过浸入式加热器对炉料进行三维加热，并用铝液输送泵将铝液进行炉内循环，由温度传感器及计算机控制系统对铝液温度进行精确控制并保持其均匀性。重点开展炉体结构、直接浸入式加热器、循环泵、隔离墙加热装置等的研制。技术指标：炉子综合热效率≥60%，能源消耗≤55Nm3天燃气/吨铝，铝液温度均匀性≤±5℃，铝的烧损率<1%。开发出拥有自主知识产权、达到世界先进水平的铝及铝合金等温熔炼工艺及装置，实现铝熔炼节能减排的目标。
五、重点项目
1、金属矿山工程地质灾害监测预警与安全保障技术研究
工程地质灾害是矿山安全事故的主要内因。长期以来，露天矿边坡和排土场滑坡、采空区坍塌和尾矿库溃坝已成为目前金属矿山安全生产中的三大安全隐患。由于金属矿山开采技术条件的复杂性、开采技术水平的不均衡性以及开采技术难度越来越大，我国金属矿山在重大灾害防治的相关理论研究以及隐患探测技术、灾害的监测预警技术及装
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备、重大灾害的及时防控技术等方面不能适应重大事故灾害控防的要求，尚不能为金属矿山安全生产提供足够的支撑和保障。我国金属矿山工程地质灾害防治一些关键技术，如矿山应急避灾引导技术，大水矿床自动化制浆与注浆过程自动动态控制技术尚未突破，影响了防治水技术的发展。因此，通过开展“金属矿山重大灾害监控预警与安全保障技术及装备”科技攻关，形成矿山工程地质灾害的监测预警和安全保障技术体系是十分必要的。
重点解决金属矿山工程地质灾害的监测预警和安全保障技术与装备中的重大瓶颈问题。针对金属矿山的岩层位移、采空区坍塌、地下水害、井下泥石流、尾矿库溃坝及矿震等主要灾害类型，攻克灾害监测、预警、防治等安全保障关键技术和装备，形成技术系统与技术标准。建立4～6个典型灾害类型监测预警与防治技术示范工程，为显著提升金属矿山工程地质灾害的预测、预防、预警和安全保障技术水平，为构建本质安全型金属矿山提供科学与技术支撑。
2、低品位铝土矿的新型脱硅工艺技术研究
我国铝土矿资源80%以上为铝硅比3-6的中低品位一水硬铝石型矿石，通过选矿方法提高铝土矿的铝硅比，然后采用先进的拜耳法工艺生产氧化铝，是有效利用这种资源的关键途径。目前已形成了铝土矿正浮选脱硅和反浮选脱硅两种技术。铝土矿正浮选脱硅技术尚存在精矿脱水困难，有机物对后续溶出有影响等缺点；反浮选脱硅技术目前已完成了工业试验，取得了良好的工艺技术指标。工业试验中，对于河南一水硬铝石型铝土矿，在原矿铝硅比5～6时，达到选精矿A/S≥10，Al2O3回收率≥82%。尽管铝土矿反浮选脱硅技术从居多方面体现出较正浮选脱硅技术更优的特点，但是，仍存在细粒级浮选速度慢，浮选流程长等缺点。
随着我国氧化铝工业的高速发展，铝土矿资源品位急剧下降，氧化铝生产的原矿A/S从以前的大于8下降到6以下，而进入选矿的矿石A/S也从6下降到4～3左右，而低铝硅比铝土矿的浮选脱硅难度大。因此，针对我国低品位铝土矿，研究开发具有自主知识产权的低品位铝土矿新型脱硅新技术，改进现有铝土矿正、反浮选脱硅工艺，解决现有铝土矿选矿工艺存在的技术难题，具有重大实际意义。重点开展铝土矿正浮选、反浮选脱硅工艺技术优化研究和铝土矿高效选矿药剂开发。
3、600KA超大型电解槽开发
作为世界第一大电解铝生产大国，开发投资低、效率高的600KA特大型铝电解槽及技术是抢占世界电解铝技术的制高点，为目前运行的铝电解槽更新换代、进一步提高电解效率和降低电解铝能耗的关键技术。该技术的开发对提升我国电解铝生产技术和提高
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铝工业市场竞争力具有重要意义。应用该技术可以节约投资10%以上，降低电解铝电耗800～1000Kwh/t-Al。该技术产业化成功，将使我国特大型铝电解槽生产技术处在世界领先地位。600KA大型电解槽的开发，将重点攻克大型铝电解槽上部结构的承载强度、提升装置结构、阳极夹具形式，摇篮槽壳的强度和刚度以及散热设计，电解槽的内衬结构及热平衡设计，电解槽的母线配置及磁流体稳定性四个方面的技术难题。形成具有自主知识产权的600KA大型铝电解槽成套技术，并实现以下技术指标：电流效率：94%；吨铝直流电耗：≤12800度；效应系数：＜ 0.08。
4、难冶炼复杂铜资源复合型冶炼新工艺与成套装置
我国自上世纪末以来巳陆续引进了闪速熔炼的芬兰奥托昆普技术以及熔池熔炼的澳大利亚奥斯麦特/艾萨炼铜技术、加拿大诺兰达炼铜法等。闪速熔炼和奥斯麦特熔炼在原料适应性方面各有长处和短处，针对全球铜资源不断向难冶炼与复杂性的发展趋势，凭借我国已同时充分掌握上述两方面技术的优势，依托国内相关“产、学、研”科技力量，通过消化吸收与集成创新，自主开具有自主知识产权的复合型铜冶炼新工艺与成套装置，实现难冶炼复杂矿的高效、节能、环保冶金具有重大意义。
主要开展低品位难冶炼铜原料闪速熔炼工艺技术与装置，复杂铜原料奥斯麦特熔炼工艺技术与装置，复杂铜资源伴生元素的污染控制与资源化，复杂铜资源粗铜质量控制和“闪速熔炼—闪速吹炼”技术创新研究。在原料铜品位 15～35 %条件下，粗铜综合能耗300 kgce /t-Cu；硫捕集率99.7 %。
5、红土镍矿综合利用技术
镍资源系国家紧缺战略资源，镍矿资源主要分为硫化矿和氧化矿，其中红土镍矿约占镍矿总资源的70%。据统计，我国红土镍矿镍金属储量约75万吨，基本是硅酸盐型高镁红土镍矿，主要分布在云南元江和墨江等县、青海元石山等省。随着硫化矿资源的日益枯竭，开发红土镍矿资源势在必行。国内外目前红土镍矿的处理工艺主要为电炉熔炼镍铁和镍锍、加压或常压酸浸、还原氨浸和离析选矿。综合比较，电炉熔炼镍铁和镍锍属于高耗能工艺；酸浸处理高镁矿时酸耗大、每吨镍产生的大量硫酸镁给环保带来极大压力；还原氨浸环保压力大、不适合高镁矿；离析-选矿存在氯化氢污染问题。因此急需开发出具有低能耗、无污染、资源利用率高的红土镍矿开发冶金新技术，以缓解国内镍资源的供需矛盾，提高参与国际红土镍矿资源开发竞争实力。重点开发低品位红土镍矿高压酸浸技术和镍冶炼转底炉直接还原红土镍矿处理新技术。
（1）低品位红土镍矿高压酸浸技术。该技术与红土镍矿火法冶金相比具有以下优点：红土镍矿中镍、钴的回收率在90%以上，不但可高效回收镍，而且伴生的钴可得到回收，
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资源利用率高；二氧化碳排放量低，仅为火法冶炼的40%，对环境友好；能耗低、仅为红土镍矿火法冶炼能耗的30%左右；生产成本低，仅为红土镍矿火法冶炼成本的60%。主要技术指标：镍、钴高压酸浸浸出率≥95%；二氧化碳排放量约12t/t-Ni；比火法冶炼节能70%。
（2）镍冶炼转底炉直接还原红土镍矿处理新技术。该技术与传统处理红土镍矿或相关改进的工艺技术相比，镍金属的回收指标高，回收率可达到78%以上，可生产电镍并产生铁红及草酸钴，资源利用率高、能耗低、对红土镍矿物料无特殊要求、适应性强，可处理不同性质和品位的红土镍矿资源。主要技术指标：镍总收率≥78%（从原矿到电镍）；钴收率≥60% (从原矿到草酸钴)；铁红达到国家建材用颜料要求。
6、多热源内热式电热法炼镁新技术与装备
传统皮江法炼镁技术水平低、能源与资源消耗大、环境污染严重、装备水平差、自动化程度低、劳动强度大、生产和产品质量不稳定等共性技术难题。多热源内热式电热法炼镁新技术与装备，较传统皮江法具有明显的优势：①采用洁净能源——电加热，克服了皮江法以煤、煤气或其它C、H质燃料加热时产生的大量烟尘和温室气体——CO2的排放，大大改善生态环境。②采用立式炉和自动化装卸料系统，将传统皮江法间歇式作业方式变为连续式作业方式，完全可实现装卸料的自动化，实现连续装料、连续出渣和间歇出镁，降低工人劳动强度，提高生产效率，大大缩短装卸料的时间并降低由于装卸料而带来的污染；③多个热源之间具有热场叠加性，使得热量沿热源径向传递速度大幅度提高，升温速度明显加快；热源之间的热场叠加和屏蔽作用使还原炉内温度梯度变小、热场更趋均匀，热效率明显提高。④用廉价、耐用的普通材质制造的还原炉代替昂贵、使用寿命短的合金制造的还原罐，用炉内还原代替传统皮江法的罐内还原，摆脱容器还原的旧模式，实现集约化生产，单炉产量大，成本低。⑤可通过调整炉内发热体的结构和材质，实现多个发热体的不同功率供电，生产适应性强。⑥整个炉体由预热仓、反应仓和储渣仓构成，且彼此相通。储渣仓起余热回收和冷却料渣作用，可最大限度的减少热量损失，节能降耗和增产效果显著。重点研究：
（1）多热源-内热式-电热法不同热源数目、排列形式和热源形状时炉内投料量、料球粒度和密度、炉体容积、炉体形状、供电制度、反应时间的计算、数值模拟与实验研究、新型炉体结构的定型；
（2）原料与炉渣热进热出结构设计与连续式还原、间歇式出镁方式的试验与定型； （3）新技术炼镁工艺参数的优化与确定； （4）炉渣热能的再利用途径及粉尘在线处理技术；
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有色金属工业“十二五”科技发展规划
