一流的成果源于持續不懈的創新，一流的成果又支撐起來一流的服務。作為一家專門從事礦產資源綜合利用技術研發的科研院所，中國地質科學院鄭州礦產綜合利用研究所（下稱“鄭州綜合利用所”）用自己的創新實踐在礦山企業樹起了一流地調隊伍的豐碑。

　　磁篩技術讓低品位鐵礦石與國外進口鐵礦石相抗衡，難選滑石型鉬礦成套選礦技術喚醒了我國5.2億噸沉睡多年的富含滑石難選鉬(鐵)礦，鹽湖開發新工藝讓我國鉀鹽資源不再受制于人……談到這一項項創新成果，該所黨委書記、所長馮安生感觸頗深地說：“這是我們緊盯國家重大戰略和市場需求，實施創新驅動戰略，精心打造科技創新平臺，促進科技成果轉化與服務的結果。”

　　此言非虛。該所作為國家公益性地調隊伍，多年來按照中國地調局的統一部署，緊跟國家戰略部署和市場需求，堅持用創新理念武裝頭腦、用創新思維驅動發展、用創新供給側新技術支撐行業發展，在解決難選冶、低品位、共伴生礦產資源綜合利用領域取得了一批具有國際先進水平的科技創新成果，破解了企業發展瓶頸，為眾多大中型礦山企業提供了重要技術支撐。

　　磁篩技術破解磁鐵礦分選難題

　　中國加入WTO后，隨著鐵礦石原料市場國際化，特別是進口礦中鐵精礦品位高、雜質少、價格低，國產大中型礦山企業生存壓力空前增大。更重要的是，每年大量的鐵礦石進口不僅侵吞了大量外匯，還嚴重影響了國家經濟安全。如何通過工藝改進和設備改造來提質降雜、節能減耗，提升國內鐵礦石的競爭力，一直以來都是困擾鐵礦山企業發展的難題。

　　國家的戰略、企業的需求，就是科技工作的方向。早在上世紀80年代，鄭州綜合利用所選礦專家王成學研究員就創新性提出采用磁團聚機理分選磁鐵礦，并獲得高質量鐵精礦產品。“磁團聚重選分選機”專利更是獲1985年國家發明專利創造金獎。這一設備后來引起了我國磁鐵礦分選領域一次大規模工藝變革，解決了弱磁筒式磁選機無法解決的脈石夾雜問題，大大提高了磁鐵礦精礦品位和鐵元素回收率。

　　上世紀90年代，王成學研究員又帶領研究所磁團聚課題組在磁團聚重選機基礎上提出新的分選理論——磁場篩選法，并將其應用于磁性物旋流分級領域，通過外加磁場作用使磁鐵礦形成較原粒級大數倍的磁團聚體，在離心力場中由于團聚體的粒度組成及比重的差異最終形成旋流分級及旋流重選，通過磁團聚效應強化對磁性鐵礦物的回收。這是一種更為先進的分選原理，全面豐富了“磁團聚分選”理論，使物理手段下（相對與浮選等處理方法）磁鐵礦的分選理論、分選工藝和分選指標達到國際領先水平。課題組更是利用這一理論，“十年磨一劍”，歷經研發試制、工業試驗、改造升級和現場調試等環節，于2003年完成工業設備定型——CSX系列磁場篩選機。

　　工業應用實踐表明，磁篩技術能有效排除連生體，使鐵精礦品位提高2%~10%，針對一段磨礦（或二段磨礦）磁選粗精礦提高10%~20%，噸精粉成品節水0.5~0.8噸。與同類磁鐵礦精選技術設備相比，其節水高達50%以上。同時，其操作簡單，對礦石粒度適應性強，對鐵礦石水循環利用率提高、鋼鐵原料提質增效意義重大，堪稱磁鐵礦粗選分級作業的高效設備。

　　多年來，該所的磁篩技術在國內外多家鐵礦山企業推廣實踐，效果顯著，先后獲得了國家科技進步一等獎、國家發明專利創造金獎、國土資源科學技術一等獎、中國地質調查成果二等獎、河南省科技進步一等獎等諸多榮譽。而磁篩技術研發團隊從未滿足既有成就，而是精益求精，創新不止。自2003年CSX-I、CSX-II、CSX-III設備相繼投入新疆金寶礦業公司、武鋼礦業公司大冶鐵礦、華冶阿根廷MSG鐵礦、寶通礦業、四川德盛集團攀枝花青杠坪礦業、北京華夏建龍集團等大中型礦企后，2016年初研發團隊更是在原有設備基礎上研制出CSX-Z型磁場篩選機。

　　“該設備在處理含泥較多或粒度較細的鐵礦時具有明顯優勢。”研發團隊負責人張穎新高工介紹說：“Z型磁篩機還添加了篩網自清洗功能，相比以往型號，在提質降雜的同時，節能降耗的優點也更加突出。”

　　盤活呆滯鉬資源 一礦變多礦

　　“河南欒川被譽為‘中國鉬都’，鉬金屬總儲量206萬噸。其中，上房溝滑石型鉬鐵礦為該成礦帶三大主要礦區之一，鉬金屬儲量70.5萬噸，具有儲量大、品位高、伴生元素豐富、埋藏淺、易開采的特點，但礦石因富含滑石，加之礦石類型復雜、有用礦物嵌布粒度細等多種因素，導致礦山生產成本高、收率低、品位低、綜合利用率低，從而使得儲量巨大的鉬鐵礦床成為不能被有效利用的呆滯資源。”鄭州綜合利用所資源與環境研究室的趙平研究員告訴記者。

　　上世紀90年代，趙平研究員就帶領課題組成員研究上房溝鉬礦選礦技術。回想起來，他自己都不敢相信當時哪來的勇氣，畢竟“多年來國內外多家科研院所對該礦石進行過試驗研究，但滑石型鉬礦選礦這一國內外選礦界重大的難題當時一直未被攻克。”

　　雖有智慧，不如乘勢。正如習近平總書記所言，“推動科技發展，必須準確判斷科技突破方向”，綜合利用技術創新，更是如此。經過10多年的研究，課題組發現，“滑石分離選礦新工藝與高效藥劑和配套裝備相輔相成，是解決欒川上房溝難選滑石型鉬礦的技術關鍵。”2008年，在“十一五”國家科技支撐計劃課題“共伴生難選鉬礦資源選礦關鍵技術與裝備研究”支持下，該所聯合洛陽富川礦業有限公司、長沙礦冶研究院有限責任公司、北京科技大學等單位，發揮各自優勢，開展對上房溝難選滑石型鉬礦的科技攻關。經過4年努力，2012年他們終于成功研發出針對難選滑石型鉬礦的成套選礦技術，并采用產學研相結合方式實現了產業化應用，不僅解決了鉬回收率低、鐵精礦品位低的技術難題，同時解決了原來生產粗精礦運輸量大、選礦藥劑用量大、生產成本高、回水利用困難等問題，既節能又環保，一舉兩得。

　　“我國5.2億噸沉睡的富含滑石難選鉬(鐵)礦可以蘇醒利用了。”2012年6月28日，在聽取項目組匯報和演示并多次到試驗現場考察指導的評審專家們這樣評價，磁選分流滑石、粗細分級入選、高效鉬浮選、鐵精選成套技術“不僅盤活了我國共伴生難選鉬礦資源，而且將為我國黑色、有色金屬選礦提供強有力的技術支撐，具有廣闊的應用前景。”

　　上房溝鉬(鐵)礦是洛陽欒川鉬業集團公司重要礦山和主要后備資源。洛鉬集團富川礦業公司采用該技術，把850噸／日處理規模的工業試驗廠生產規模逐步提高到1000噸/日，并變成正常生產選廠進行生產，實現了鉬鐵硫的綜合回收利用，得到鉬精礦品位47%，鉬回收率由55%提高到70%，鐵精礦品位提高4%，創造年效益3000萬元以上。

　　中金集團中原礦業公司所屬河南盧氏夜長坪鉬鎢礦同為滑石含量較高的礦石。鄭州綜合利用所根據其礦石性質特點，將鉬礦技術成果進行適應性調整后在該礦進行了推廣應用，使鉬回收率提高15%，并對礦石中伴生的白鎢進行了綜合回收。2016年4月至今，項目組對該礦進行了緊鑼密鼓的工業試驗，初步結果表明，選別指標獲得大幅度提高。據悉，公司以此為依據，正在籌劃2.3萬噸/日規模的礦山建設。

　　綜合利用鹽鹵資源 解國家燃眉之急

　　無農不穩。鉀鹽缺乏一直困擾著我國的農業發展，直接關系著13億人的吃飯問題。1997年，依托國家計委“九五”重點科技攻關項目“西藏扎布耶鹽湖鋰、硼、鉀綜合開發擴大試驗”，鄭州綜合利用所開展了扎布耶鹽湖鋰鹽化工提取技術研究。自此，該所與鹽鹵資源綜合利用技術結下了不解之緣，中國地質科學院鹽湖與熱水資源研究發展中心綜合利用研究室也落戶于此。該所建立起一支專門從事鹽湖資源綜合利用技術研發的課題組——鹽湖課題組，主要進行鹽湖中鉀、鋰、硼、鎂、銣、銫等資源的綜合利用和高值化技術攻關，進行工程化和產業化技術服務，為開發鹽鹵資源的企業提供技術支撐。

　　2000年，鹽湖課題組采用“水浸→碳化→熱解”工藝，在國內率先從鹽湖中提取純度≥99%的國標一級品碳酸鋰，鋰總回收率達98%。根據這一工藝，西藏扎布耶鹽湖鋰資源開發產業化示范工程于2005年建成，并分別在日喀則和白銀建立西藏扎布耶鋰業高科技有限公司和白銀扎布耶鋰業有限公司，在日喀則形成了年產6000噸碳酸鋰精礦的生產規模，產出的碳酸鋰精礦運至白銀加工廠進行化工提純，形成了年產5000噸碳酸鋰產品的生產規模。正是由于對西藏扎布耶鹽湖鋰資源開發做出了重大貢獻，該所憑借參與“西藏扎布耶鹽湖礦床成因、地質勘查、動態觀察與開發試驗”項目獲得2002年度國土資源部科技一等獎和2003年度國家科技進步二等獎。

　　2013年，基于水肥一體化現代設施農業的需求，受國投新疆羅布泊鉀鹽有限責任公司委托，鹽湖課題組進行了水溶性肥料速溶硫酸鉀產品研發?？蒲腥藛T以新疆羅布泊鹽湖農用硫酸鉀為基體原料，依托硫酸鉀晶體溶解動力學的原理，確定了速溶硫酸鉀的制備工藝和條件，首創全水溶性肥料速溶硫酸鉀專有技術。其開發的速溶硫酸鉀產品達到HG/T4365-2012《水溶性肥料》指標要求，具有較高的純度（鉀含量52.56%）和較低的水不溶物含量（0.04%），溶解速度與進口優質產品相當，被業內專家評價為“開發的速溶硫酸鉀產品綜合指標優于進口優質產品”。

　　當前，農業現代化對應用于水肥一體化的水溶性肥料需求十分迫切。“我們研發的速溶硫酸鉀能迅速溶解于水中，且易被農作物吸收。更為關鍵的是，它可以應用于噴灌、滴灌等設施農業，實現水肥一體化，實現節水50%以上，節肥30%，糧食作物增產20%，經濟作物每畝節本增收高達600元，可為農業部《到2020年化肥使用量零增長行動方案》提供服務。”鄭州綜合利用所非金屬與鹽鹵綜合利用實驗室主任譚秀民研究員告訴記者。

　　創新綠色科技 推動轉型升級

　　信陽市上天梯非金屬礦管理區內珍珠巖儲量1.27億噸，占世界的16.4%、亞洲的62.1%、中國的79.6%，具有儲量大、品位高、易開采、用途廣等特點。如何開發區內這一豐富資源，成了擺在上天梯管理區面前的一道坎兒。

　　據了解，當前市場保溫板材多以有機保溫板材為主，因其工程造價高、施工工藝復雜、粘結性能差、易老化、易燃燒、燃燒放熱量大、加速明火蔓延并產生有毒煙氣等缺點，成為一類新的火災隱患。珍珠巖，由于體積質量輕，多孔，具有自保溫性能和無機防火特點，其制品成為替代有機保溫板材熱門產品，日益受到建筑商青睞，但其導熱系數大、施工破損率大、開孔膨脹吸水率高等缺陷嚴重影響了制品的耐候性。

　　2013年，上天梯管理區與鄭州綜合所簽訂技術合作協議，著手組建“國家非金屬礦工程技術研究中心信陽上天梯實驗基地”，擬在充分發揮鄭州綜合利用所在非金屬礦產品開發特別是礦物材料研發方面的技術優勢，以科技創新推動產業轉型升級。研究所科研人員通過氣孔結構優化和膠結料組成優化，對高溫固相珍珠巖復合主體材料和低溫固化珍珠巖礦物聚合材料制備技術開展系統研究，獲得關鍵制備技術，研制出容重和導熱系數低、抗壓強度和抗折強度高、抗凍性和抗風蝕性能及耐候性能強的防火保溫板材，且成本低廉。

　　“信陽上天梯珍珠巖礦床是亞洲最大、質量極好的礦床。”接受記者采訪時，非金屬礦研究室工作人員趙毅興奮地說。別看他年紀輕輕的，只有30歲出頭，可是提起珍珠巖制備高溫板材技術，這位畢業于中國科技大學的碩士生侃侃而談。“目前，我國珍珠巖礦砂產量已居世界首位，受建筑市場拉動，2011年產量高達250萬噸。但膨脹珍珠巖及其制品的質量問題日益凸顯，市場混亂，產業發展遭遇瓶頸，產品質量及應用規模亟待突破，我們的技術正是‘對癥下藥’。”

　　他給記者算了一筆賬，若按每噸珍珠巖保溫板材的推廣和使用可節約標準煤3噸/年計算，目前，我國有400多億平方米的既有建筑，按照國家發改委和住房城鄉建設部提出的綠色建筑行動方案，若按25%的數量進行改造，就有約100億平方米的既有建筑需要進行節能改造，以每平方米改造費用200元計，既有建筑節能改造就有高達2萬億元人民幣的巨大市場。“況且，每年我國新增建筑面積約20億平方米，珍珠巖保溫板材在建筑節能市場具有非常大的潛力和空間。” 小伙子堅定的目光中，滿滿的都是信心。

　　據他介紹，現在研究所與上天梯管理區示范生產線企業信陽怡和礦產資源開發有限公司合作進行的第一階段4000平方米建筑樣板工程板材生產工作已結束，下一階段技術推廣即將展開。管理區產業基礎雄厚，規模以上企業高達80余家，具有極強的行業示范作用。該成果的推廣必將加快珍珠巖產業升級轉型。

　　分子篩有望“上天”支撐航天科技

　　自承擔科技部“九五”科技攻關項目“富氧分子篩生產工藝研究”，研制開發出新一代LS-HA富氧分子篩以來，鄭州綜合利用所從事分子篩吸附材料研究已有20余年。

　　1999年，該所開展中空玻璃專用分子篩制備技術研究，研制生產的中空玻璃專用分子篩（IG-3A）達到世界領先水平。2012年，該所與俄羅斯共同完成國際合作項目“航空用高效制氧分子篩關鍵技術研究”。2011年至今，該所與中國航天員科研訓練中心建立合作關系，受總裝備部航天醫學工程研究所委托，研發空間站專用分子篩產品。科研人員采用研究所“一種降低分子篩落粉度的方法”專利，使分子篩產品的粉塵降低到40ppm以下。2013年，“航天用5A分子篩”入選國家重點新產品計劃，成為繼“小粒徑自動罐裝中空玻璃分子篩”和“CSX型磁場篩選機”之后，研究所獲得的第3個國家級重點新產品。

　　目前，產品已提交中國航天員科研訓練中心，經過120天的運轉，產品的二氧化碳吸附分離性能、分子篩循環再生性、熱穩定性及可靠性得到證明，滿足了原理樣機每天3千克二氧化碳的脫除能力。目前，產品正在中國航天員科研訓練中心的工程樣機上使用，未來將成為“上天”正式產品。

　　艱難困苦，玉汝于成。2016年是“十三五”開局之年，中國地質調查局更是把加快推進地質科技創新作為頭等大事來抓，對加強礦產資源節約與綜合利用工作提出了更高要求。馮安生說：“我們將繼續緊密圍繞部黨組、局黨組中心工作部署，主動適應地質科技、經濟發展新常態，實施創新驅動發展，大力發揚‘釘釘子’精神，提升綜合利用水平，依托礦產資源節約與綜合利用調查工程，多出成果、出大成果，為服務國家戰略需求、服務大中型礦山企業做出更大貢獻。”