杨跃祥 科技日报记者 赵汉斌
在云南省怒江州兰坪县，城东南方向的凤凰山上，矗立着一座世界级特大型铅锌矿山——兰坪铅锌矿山。
兰坪铅锌矿山资源储量大，但矿体类型多样、构造复杂，其中约4500万吨矿石为低品位复杂氧化铅锌矿，其选冶成本高昂。自20世纪80年代起，巨量的“矿渣”只能被堆积在露天采区周边，形成总量超4000万吨的待利用矿堆。这些矿堆成为压在矿山人心中的“资源重负”。
近日，科技日报记者从中铝集团了解到，历经40年接力攻关，该集团所属云南金鼎锌业有限公司（以下简称“金鼎锌业”）联合多方合力攻关，从“废渣”中炼出“宝物”，破解了低品位硫氧混合铅锌矿选矿的世界级难题。其成果的主要经济技术指标、技术路线达到国际领先水平。
低品位矿堆里的“科技长征”
回顾1986年深冬，昆明冶金研究院的实验室里，时年49岁的选矿教授严小陵，每天盯着浮选搅拌槽中浑浊的矿浆，眉头紧锁。
他手中的烧杯里，装着从兰坪运来的低品位氧化矿——这种矿石含锌量不足5%，用当时最先进的“重介质预选”工艺处理后，锌回收率仍不足40%。这时，凤凰山上那些被视为“废渣”的矿堆却在快速“生长”。
兰坪铅锌矿山作为我国目前在采的最大单体铅锌矿山，探明金属储量超过1500万吨，但复杂的氧硫混合结构让常规工艺无法对其发挥作用。长期参与科研攻关的中铝集团首席选矿专家、昆明冶金研究院副院长简胜回忆，20世纪80年代起，北京矿冶研究总院、中南大学等20多家科研单位陆续加入攻关，一场“科技长征”跨越四十载春秋。
近百次实验、13次工业试验，研发费用投入超过3.5亿元。一代代科研“愚公”，在“不可能”的石头上凿出裂缝。
2004年，广州有色金属研究院的“混合矿优先浮选”流程将锌回收率提升至58%；长沙矿冶研究院的“预处理—浮选”工艺，则让药剂成本降低12%。
在科技部“973计划”项目支持下，中南大学研究人员开发出了“原浆浮选”技术，并于2009年10月开展工业试验。试验结果显示，应用该技术后，取得精矿品位20%、锌回收率突破70%。
从“赛马制”到精矿出炉
2019年深秋，一纸文件送到金鼎锌业时任总经理何光深的案头——中铝集团从保障国家资源安全高度出发，将“复杂硫氧混合铅锌矿选矿关键技术”列为集团科技重大专项。
中铝集团下属的中国铜业、驰宏锌锗集团迅速部署，给予金鼎锌业技术、人才、资金等全链路支持。
金鼎锌业抓住机遇，引入“赛马制”，进一步深化与中南大学等多家科研单位的合作，围绕“选矿、光电抛废—回转窑挥发、先冶后选”三大工艺方向、五条技术路线开展新一轮科技攻关，力争创选矿锌精矿品位和锌冶选回收率历史新高。
在中南大学教授张国范团队的实验室里，20年积累的试验资料，也堆积成山。
2021年，他们研发的脂肪酸半工业混合药剂法将锌回收率稳定在70%以上，冶选药剂成本下降40%。“这就像给矿石施了‘魔法’，让金属矿物乖乖浮出水面。”张国范说，正是这一突破，让位于云南兰坪大山里堆积成山的低品位矿石有了“蝶变”的可能。
2023年6月，中铝集团加大投资，开展日产1000吨的工业试验。时任金鼎锌业党委副书记、总经理的赵雄宇回忆道，他们联合中铝集团所属昆明冶金研究院、云南驰宏锌锗股份有限公司（以下简称“驰宏锌锗”），以及外部优势力量，组建精锐团队联合攻关，推出光电抛废工艺并投入工业化生产，在原矿品位低至5%的严苛条件下，成功抛出15%、含锌品位1.5%的废石，把入选矿石品位提升至6%。团队同时推进浮选工艺技术攻坚，同年8月，顺利建成日产1000吨的工业试验线。
接下来的一周，机关干部带着被褥住进矿山，技术人员轮班守在控制台前，每15分钟记录一次数据。10月7日凌晨3点，当第一批锌品位28.69%的精矿从生产线涌出，车间里爆发出雷鸣般的掌声——这个数字，比国际先进水平高出3个百分点。
随后的1年间，金鼎锌业边试边改，持续优化调整工业试验参数，集中力量解决了氧化铅锌精矿压滤脱水、回水跑浑等“拦路虎”问题，把日选矿处理能力从600吨提高到1000吨，工业化流程也全线打通。
“产学研建”模式创新路
在中铝环保云南科力公司的仓库里，整齐码放着标有“LPS-001”的药剂桶。这种由中南大学研发、该公司生产的浮选药剂，如今正通过管道源源不断输入凤凰山的选矿槽。
“从实验室配方到工业化生产，我们用了3年。”中铝环保云南科力公司铅锌资源业务中心经理周祖荣说。
2017年，当他们首次在金鼎锌业一选厂开展日产150吨试验时，药剂稳定性问题曾是一道难迈的坎，“每天采样20次，数据记满了20多本记录本”。
“产学研建”协同创新，正是破解难题的关键。驰宏锌锗提供矿山管理经验，昆明冶金研究院优化工艺流程，云南省建设投资控股集团有限公司保障基建速度，金鼎锌业搭建起了创新“舞台”。
如今，站在凤凰山日产1000吨的示范生产线观景台上，能看到矿石在光电分拣机中如瀑布般落下，15%的废石被精准分离。中控室的屏幕上，实时显示着各项指标：锌回收率78%以上，铅回收率48.46%，尾矿品位低于2.5%，多项指标创下世界纪录。曾经的“废渣”，累计产出氧化锌金属2.05万吨，创效6000万元。
如今，山下新的1万吨选矿厂正在建设，预计投产后每年可多回收锌金属3万吨，相当于再造一座中型矿山。
“百亿‘绿色铅锌标杆企业’的愿景，正一步步变为现实。”金鼎锌业党委书记、董事长赵雄宇向记者表示，新的技术路线引领技术创新，为低品位矿处理提供了宝贵数据和经验，也将为科技强企和绿色矿山建设创造更多的新场景。
