“五品联动”：中国铁矿的涅之路

日期：2024-06-20 |   作者: 产品中心

  而在这十几年间，由于进口铁矿石对成本过高的国产矿石导致非常严重冲击，国内矿山没有随着钢企同步加快速度进行发展，却陷入“成本高、技术差”的恶性循环中。在与国外矿业巨头博弈的过程中，中国始终没再次出现能与之抗衡的大型国际铁矿山企业。

  这一困境如何破解？就在辽宁鞍山，中国最大的铁矿石企业鞍钢矿业突破陈旧的管理思维模式，运用工程哲学理念解决矿冶工程管理的矛盾，创造出独一无二的“五品联动”新模式。近年来，这一模式不仅推动了鞍钢矿业的加快速度进行发展，更是为中国铁矿业提供了极佳的矿冶工程管理模式样板。

  虽然中国拥有世界上的排名第四位的铁矿资源，但“采矿不如买矿”的观点在相当长的一段时间内，主宰着国内冶金行业的发展路径。

  中国铁矿资源90%以上为贫铁矿，30%的平均品位甚至不及海外富铁矿的一半，开发技术工程难度大，成本高。“十五”以前，中国铁精矿平均品位62.5%，生产所带来的成本比进口矿高50%。在矿山，经营就从另一方面代表着亏损。

  在越来越多进口低价铁矿石的冲击之下，从上世纪90年代末开始，鞍钢矿业的发展举步维艰，贫铁矿山纷纷被关停。

  “某种意义上说，鞍钢矿业就是全国铁矿山的缩影。当时我们面临的艰难局面，就是全国矿山处境的真实写照。”鞍钢矿业公司工程部部长刘文胜对记者说。

  可是，关掉矿山容易，重新再启动生产却需要很长的周期，代价巨大。为了保持矿山运行，时任东鞍山铁矿总工的邵安林，带领该矿开始探索分区开采，先采富矿以降低成本。

  2002年，邵安林任职弓长岭铁矿主抓科学技术工作时，又带头提出了具有历史意义的“提铁降硅”选矿新技术，这让鞍钢矿业铁精矿品位有了质的飞跃。但是，虽然历经多次发展，矿山成本并未因此降低，企业整体效益仍在低谷徘徊。

  众所周知，贫铁矿开发过程点多、线长、面广，对勘探、采矿、配矿、选矿与冶炼五大环节的技术方面的要求极高。这五大环节工程各成系统，各工程里又包括勘探、爆破、运输、破碎、磨选、烧结等上百个专项工程，也均自成系统。

  然而，这五大工程之间通过物质、能量和信息传递与反馈，相互作用，从更高层次看，构成了一个更大的复杂系统（矿冶工程系统），系统的转化、连锁反应、反馈、限制和代换等基本运动规律在其中都得到全面体现，这一点却不易被人所认识。

  矿业工程系统各环节“各自为政”的现象由来已久。铁矿行业一般会用“采、选、冶独立优化”的模式，习惯于将各环节按条块分割，使得各环节间壁垒森严，不能形成有效联动。

  “矿山和冶炼系统之间，矿山内部如采矿、选矿等工序之间，都没形成有效的联动、衔接，没有对这些错综复杂的关系加以考量，都追求各自的指标最优。这就造成资源利用不充分，成本也高。”

  扎根铁矿行业多年的邵安林敏锐地察觉到，导致中国铁矿资源开发利用水平低、成本高的最关键原因，就是矿冶工程缺乏系统管理思想和管理模式。

  2006年，邵安林任鞍钢矿业公司总经理。这位从基层矿山技术员出身，干过计划科长、总工程师，熟悉矿山开发所有的环节的人，那一刻庆幸自己最终找到了施展系统管理思想的平台。

  邵安林认为，要完全解决矿冶工程分治模式弊端，需从工程哲学的视野审视矿冶工程，实现矿冶工程与技术、时间与空间、局部与整体、经济与社会的和谐统一，使矿冶工程本身获得最大价值。

  他提出，应当将勘查、采矿、配矿、选矿、冶炼五大工程集成为一个矿冶工程系统，进行矿冶工程管理理论创新并构建新模式，才能真正找到中国铁矿的“涅之路”。

  2007年，融合哲学思想与矿山工程管理的“五品联动”模式在鞍钢矿业诞生。在倡导系统观和整体观的思维模式下，邵安林迅速摸准了解决铁矿石矿冶工程系统管理缺失的“脉门”，并由此开启了鞍钢矿业对矿山工程管理进行彻底、科学的创新统筹与规划之路。

  何为“五品”？几乎所有的鞍钢矿业员工都能如数家珍“五品”即地质品位、采出品位、入选品位、精矿品位和入炉品位，分别对应勘查、采矿、配矿、选矿、冶炼五大工序环节的关键指标。

  “这五品是矿冶工程中的关键决策参数，并且相互联系、相互影响，具有连锁反应。而五品联动就是一种工程管理模式，即要实现这五个品位与五大工序间的联动与协同。”邵安林指出，五品联动创立了独特的工程管控模式，突破“采、选、冶”工艺独立优化思维定式，统筹考虑矿石地质品位、采出品位、入选品位、精矿品位、入炉品位，从而形成“五品联动”的集成管理模式。以鞍钢矿业东部大矿区开采为例，这种开采模式彻底改变以往单矿山多矿种混合选的旧模式。按照集成管理的新思路，鞍钢矿业将东部矿区的6个采区视为一个整体，统筹规划、合理开发。

  正值春季，记者在鞍钢矿业东部矿区看到，一条条蓝色的运输胶带蜿蜒盘旋在葱郁的山间，胶带上运输的是已粉碎为100~200厘米大小的铁矿石。据介绍，为了将后续选矿等环节成本尽量减低，鞍钢矿业在采矿环节就运用了“分 穿分爆”、“以破代磨”等技术。

  “前几个环节增加的成本，都是为了让铁精矿品位更高。在以前，这种我负担成本为别人增加效益的事情不可能实现，但在推行五品联动后，各自为政的局面被打破了，各环节形成有机的整体，也有了共同的利益驱使。”邵安林说。

  “我们前期对各个矿山进行了缜密的勘探与试验，研究不同矿山的矿石如何匹配入选才能得到最优的产品，再在实践中加以应用。如关宝山和砬子山的矿石搭配进入选矿环节就是最好的。”刘文胜介绍说，“而且，以前会将有用的矿石和没用的石头通通拉到选场，现在在配矿环节就可以将石头提前丢弃，即早收早弃，没有必要再浪费运送石头的成本。”

  实施精细配矿后，鞍钢矿业针对东部矿区11个采矿部位不一样的种类、品位的铁矿石分布状况，实施“分穿、分爆、分装、分运、分选”的“五分”生产组织模式，然后将不同采区的同类铁矿石配送到相应的选厂进行集中处理。为此，鞍钢矿业在东部矿区总计形成了11条矿石胶带运输系统和6条岩石胶带运输系统，使整个矿区实现了整体联动。

  “五品联动”并不仅仅着眼于工程的科学联动，因为工程必须以技术为支撑，技术和工程密切相关。

  传统矿冶工程技术创新通常存在线性思维，往往只关注单个技术本身的先进性，而忽略技术间的集成和技术与工程要素的协同，因此难以形成生产力。

  邵安林认为，矿冶工程必须突破单纯的技术思维，以工程价值为主导，在原始创新基础上注重工程对技术的集成作用，并由此确定了鞍钢矿业“五品联动”的技术集成创新思路即不单纯追求单项技术最佳，注重技术组合后总体最优，由只关注技术本身的先进性向以工程价值为主导的集成创新转变。

  长期以来，中国在贫铁矿开发技术方面主要存在三个最薄弱环节：即贫磁铁矿质量低、贫赤铁矿难利用和露天井下协同开采难。

  “这些影响贫铁矿开发的关键技术瓶颈是五品联动集成创新的主攻方向，更是突破中国贫铁矿开发技术瓶颈的关键。”邵安林说。

  在“提铁降硅”成功实践的基础上，鞍钢在贫赤铁矿难利用开发技术方面又研发出一系列自主创新的技术成果。由于鞍山贫铁矿具有多达8种以上的伴生矿物，单纯采用某一种选矿技术很难实现有效提纯。鞍钢矿业运用系统思维，将磁力、浮力、重力组合，提出了“磁选保收益，浮选提品位，重选降成本”的技术路线，边磨边选，由单一力场选矿转为“三力场”联合选矿技术，实现应收尽收、早收早弃。

  鞍钢矿业还针对东部矿区的4种不一样矿石对症下药，研究出了“阶段磨矿-粗细分选、重选-磁选-阴离子反浮选”，“自磨-强磁预选、阶段磨矿、重磁浮联合分选”，“阶段磨矿-粗细分选、重选-磁选-分步浮选”，“浮尾强磁-再磨-强磁-反浮选”4种不同的选矿工艺流程，并开发出了“阶段磨矿-粗细分选”、“极贫赤铁矿湿式预选”、“含碳酸盐赤铁矿分步浮选”和“赤褐铁矿尾矿再选”四大核心技术。

  此外，鞍钢矿业通过“五品联动”技术管理，成功研发了深部资源露天井下协同开采技术、大型露天矿高陡边坡三维评价预警防控技术和复杂环境下采空区精准探测风险防控技术，研发出国内领先的露天井下协同开采技术系列，建立了露天井下协同开采及风险防控关键技术体系。

  按照“五品联动”的多目标优化、整体优化、动态优化的原则，鞍钢矿业从整体取得了贫铁矿利用技术上的重大突破，贫铁矿采选技术终于达到了世界领先水平。

  创新的“五品联动”矿冶工程管理模式，为矿冶工程管理提供了理论依照和实践方法，并提供了以系统工程思维解决贫铁矿开发的新视角。

  通过推行“五品联动”，由过去的分散独立开发变为整体协同开发，原本被弃用的鞍山东部矿区终于焕发出勃勃生机，已建成世界顶级规模的贫赤铁矿区。

  记者了解到，东部矿区的采矿能力从“十五”期间的1000万吨/年上升到目前的3300万吨/年，铁精矿品位由63.5%上升到67.5%，铁精矿完全成本下降20%。这在某种程度上预示着多达172亿吨的铁矿石资源将实现大规模开采和经济利用，就此实现了几代人规模高效开发贫铁矿资源的梦想，并为国内贫赤铁矿资源的开发利用提供了工程技术示范。

  从2007年开始，在“五品联动”的推动之下，鞍钢矿业拉开了建设国内规模最大铁矿山的序幕。2013年，鞍钢矿业铁矿产量已经提升至5300万吨，目前鞍钢矿业资源掌控量达到世界第一位、采掘总量达到世界第二位，铁矿石产量达到世界第五位。

  “五品联动”不仅让鞍钢矿业涅重生，也为中国铁矿行业工程管理树立了标杆。作为一种可推广的技术与工程管理模式，“五品联动”矿冶系统工程理论及模式带动了整个中国冶金矿山行业工程、技术的发展进步。据悉，该模式已经应用于河北司家营、太钢袁家村、昆钢大红山以及本钢南芬等铁矿山。

  “五品联动”还走出国门，为我国开发海外贫铁矿资源提供了有力支撑。采用该模式建成了澳大利亚卡拉拉铁矿，一期工程投产规模为2000万吨/年，是我国目前顶级规模的海外贫铁矿资源基地。

  然而邵安林说：“五品联动是一种自上而下的顶层设计，从2007年至今我们从始至终在持续探索，目前还处于逐渐完备阶段。”在他看来,“五品联动”的本意是五个品位的协同，但是随着实践和认识的不断拓展和升华，“五品联动”的内涵已经远大于这四个字本身。

  “五品联动”给鞍钢矿业带来的不仅是效益与技术的提升，更关键的在于深植人心的思想。

  在鞍钢矿业，“五品联动”倡导的系统观影响已经渗透到企业未来的发展、建设、管理的每一个环节，每个员工、每个系统都在自觉地运用“五品联动”的思维模式去对待工作。

  鞍钢矿业设计研究院院长刘晓明就和记者说，研究院目前正在开展一场围绕尾矿“吃干榨净”的工作。他算了一笔账，鞍钢矿业每年产出的尾矿约为3000多万吨，粗精矿产率为13%、品位为30%左右。如果以一年回收400万吨粗精矿计算，等于在资源消耗没有增加的情况下多了一座年产能为400万吨的矿山。

  “我们计划明年建成一座尾矿利用厂，预计年效益为5~6亿元。这正是运用五品联动的思维模式，在实践中不断循环利用有限资源的体现。”刘晓明说。

  不止如此，“五品联动”为鞍钢矿业实现可持续发展做出了巨大贡献。在该模式引导下，鞍钢矿业在矿山资源开发过程中，很注重同步规划矿区节能、环保、生态治理，保障大型深采铁矿山的可持续安全开采。

  譬如针对西鞍山矿体赋存于国有铁路、自然景区、河流之下，并存在多采空区的特点，鞍钢矿业提出环境、安全、生产“三协同”的工程设计理念和“地下采选一体化”的工程建设思路，将选矿厂直接建在地下深部，不会对周围环境、景观、生态等带来影响，真正建成一座无废无扰的“绿色”地下铁矿山。

  鞍钢矿业实现矿冶系统工程理论及模式革命性突破、摆脱颓势的实例已经证明从工程管理创新入手、引入“五品联动”，对长期丧失话语权的中国铁矿石行业而言，将是涅重生的一条新路。■