中盐淮安盐化芒硝矿绿色矿山建设规划研究

刘 杰,孙 磊,陈 军

(江苏省地质调查研究院,江苏 南京 210018)

0 引言

绿色矿山是实现矿区环境生态化、开采方式科学化、资源利用高效化、企业管理规范和矿区社区和谐化的矿山[1]。《关于加快建设绿色矿山的实施意见》要求和《化工行业绿色矿山建设规范》等行业标准,从矿区环境、资源开发方式、资源综合利用、节能减排、科技创新与数字化矿山、企业管理与企业形象6个方面[2],对绿色矿山的建设要求进行规定。本文研究分析了中盐淮安盐化芒硝矿绿色矿山的建设条件,提出了建设规划可行性目标,并深入探讨了绿色矿山建设重点领域的主要任务,以期为其他绿色矿山建设规划提供借鉴和参考。

1 芒硝矿概况

中盐淮安盐化集团有限公司芒硝矿位于江苏省淮安市洪泽区城北偏东约9 km的西顺河镇境内(118°51′39″～118°52′56″E,33°22′40″～33°23′33″N)。公司依托地下丰富的硫酸钠矿产资源,生产元明粉(无水硫酸钠)所需的原料卤水,硫酸钠的储量为1.2亿吨,氯化钠的储量为4.7亿吨。目前,公司拥有各类钻井85口,其中有19对井为水平连通井或自然溶通井,年供卤能力550万立方米以上。公司年产硝盐110万吨,其中元明粉80多万吨,是目前国内规模最大的元明粉生产企业。公司生产线采用先进的五效蒸发技术工艺,生产设备先进,成品粒度、白度、pH等指标居同行业领先水平,符合GB/T 6009—2014标准,产品具有低钙镁、中性和高主含量的特点。

芒硝矿为地下开采矿山,矿区面积3.1 km2,开采矿种为芒硝(含钙芒硝)、岩盐,矿区设计回采率为22.0%,开采深度-1 800～-2 500 m,矿山采用钻井水溶法开采,矿山设计生产规模120万吨/年。矿区南临洪泽湖,向北16 km即进入京杭大运河,向南5 km进入洪泽湖,向东进入苏北灌溉总渠,向西南进入淮河,泗阳-洪泽省道贯穿矿区,可与宿淮盐高速公路、宁连高速公路相连,交通十分方便。

矿山拥有雄厚的技术力量,并具有多项核心技术,曾先后荣获“淮安市AA级重合同守信用企业”“淮安市A级纳税信用等级”“质量管理体系认定证书”“淮安市质量管理奖证书”“淮安市放心消费示范单位”等荣誉称号。

2 芒硝矿绿色矿山建设目标

公司坚持“求新、创新、卓越、超越”的发展理念,推行“引领现代盐业,创造美好生活”的发展宗旨,不断深化行业优势和形成更加优化的绿色矿山建设技术路线,产业优势进一步提高,建设成为管理科学规范、生态环境优美、产业结构优化、企业内外和谐的现代化绿色矿山。

3 绿色矿山建设基本原则

3.1 坚持因矿制宜、统筹发展的原则

本文结合矿山实际情况,总结分析在资源开发利用、环境保护和社区和谐发展等方面所存在的矛盾和问题,提出具有可操作性的方法和措施,保证矿山统筹协调发展[3]。

3.2 坚持突出重点、把握特色的原则

在绿色矿山建设规划以及重点领域开展专题规划,对矿山采取的先进技术、方法、手段进行及时归纳和总结,发展和建设具有自身鲜明特点的绿色矿山模式[4]。

3.3 坚持合理规划、注重实施的原则

根据化工行业绿色矿山建设规范和有关标准要求,制定切合实际的建设规划目标。积极开展实施规划重点工程建设项目,各项建设工程应做好资金安排,合理统筹,狠抓落实,保证规划指标的顺利完成。

3.4 坚持创新发展、与时俱进的原则

认真贯彻执行政府有关政策与规定,与时俱进,开拓创新,研究和引进新工艺、新方法、新设备,实现企业科学发展、统筹发展和可持续发展[5]。

4 重点规划建设领域及主要规划任务

4.1 矿区环境

公司高度重视环境保护工作,矿区绿化与周边自然景观和环境相和谐,绿化覆盖率达100%,建成园林式的生态矿山。矿山进一步加强了矿山地质环境监测工作,配合淮安市在全市范围内开展了地表沉降监测工作,建立完善了矿山地质环境监测系统,对矿山开采活动进行监管,每年对监测成果进行系统内通报。结合矿山实际情况,监测项目主要包括地面沉降、地下水、地表水及生态环境监测,有效预防因矿山开采可能引起的地面沉陷和地下水污染问题[6]。

规划期内矿山开展矿区地面沉降监测网络建设加密工程,新建矿区地面形变监测点9个,地下水监测井1口,地面形变监测4次,地下水及地表水监测32次,生态环境监测24次。开展地面形变的监测工作,根据地面沉降监测结果指导下一步的采矿活动,避免因过度开采导致出现过大的地表变形。

此外,积极建设矿山采输卤基地建设围堰及做防渗透工程,主要在矿山生产基地槽罐区建设围堰,地面及地沟做防渗透工程。项目完成后,矿区可实现雨污分离,确保废水不外流、不渗透,既保护周围环境,又进一步保护了地下水,并且矿区环境得到美化。

4.2 资源开发方式

开发利用无水芒硝、石盐矿产资源,从矿山开采、产品加工等各个工艺过程中都存在着资源高效综合利用的问题。在矿山开采过程中,采用双井对流水平连通井采矿方法,溶矿时间长,可以充分吸收地热,采出卤水平均温度达到45 ℃左右,比注热水单井对流两管油热法工艺采出卤水温度高约10 ℃。采出的卤水浓度高,平均约32°Bé,从而减少了锅炉蒸汽用量,节约资源。在产品加工过程中,采用硝盐联产的方法,提高芒硝和石盐综合利用率。

公司建设一套年产80万吨的硝盐联产装置,利用高温析硝、低温析盐的原理既生产元明粉又生产工业盐,不仅可以综合利用共、伴生的芒硝和石盐资源,也可以保护不可再生产宝贵资源,实现矿产资源利用最大化和企业效益最大化[7]。同时延长了矿井的使用寿命,增加了矿井的产出矿量,采出的共、伴生岩盐资源综合利用率100%。

4.3 资源综合利用

为了充分利用矿产资源,减少浪费和污染,保护资源,公司先后投入大量资金用于对开采技术、运输方式、加工工艺等进行全面的技术改进,提高卤水的综合利用率,不仅增加了矿山的可利用资源,还大大降低了开采成本,给企业带来的循环经济效益显著。

规划期内采用五效蒸发进行卤水加工,对蒸发过程中产生的Ⅰ效蒸气,经冷却后返回锅炉或用于矿山职工浴室和食堂,方便职工洗浴和就餐。Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ效蒸气,经冷却后返回矿山矿井,用于采卤工序进行再利用。锅炉所产生的烟气,经脱硫除尘器脱硫后达标排放,脱硫后的除尘水经沉灰池进行沉淀后,经大泵抽取汇集到汇水池,连同产品干燥环节中所产生的除尘水以及经净化后的生活污水,被重新注入矿井进行循环利用。将锅炉燃煤所产生的煤渣,以及沉灰池所沉淀的灰泥,主要用于制砖企业加工为建材产品,少量用于铺路,综合利用率达100%。

4.4 节能减排

公司积极响应国家节能减排号召,严格控制产品能耗,坚定不移走资源优化配置和节能降耗之路。加大节能减排的考核力度,将节能减排与企业成本管理、职工薪酬绩效挂钩,淘汰老旧耗能设备,加速技术改造步伐,促进循环经济建设。

规划期内开展烟气超低排放升级改造项目,投资概算约2 300万元,主要有以下三方面:脱硫方面的超低排放改造、除尘方面的超低排放改造和脱硝方面的超低排放改造。脱硫的排放改造具体做法是:保留现有的炉内喷钙脱硫装置,拆除现有的两套钠碱湿法烟气湿法脱硫装置,建设循环流化床半干法烟气脱硫装置。除尘的排放改造具体做法是:拆除现有的布袋除尘器,在原有位置建设高效的低压脉冲旋转喷吹袋式除尘器。脱硝的排放改造具体做法是:整套脱硝工艺采用低氮燃烧改造+SNCR+SCR+氧化法(COA)协同脱硝工艺。项目的实施,可实现烟气(烟尘质量浓度≤10 mg/m3、SO2质量浓度≤35 mg/m3、NOx质量浓度≤50 mg/m3)的超低排放,保护环境,实现绿色发展,企业经济、社会效益显著。

4.5 科技创新与数字化矿山

公司重视科技创新,积极推动发展循环经济,加大了技改项目的实施力度,老旧设备更新、新产品的开发和新技术的引进,人才梯队的建设有序开展。公司平均每年拿出1 000万元用于技术创新的投入,该投入约占矿山工业生产总值的2%,取得了显著的经济效益。

规划期内矿山将运用信息化技术对传统制硝工艺进行改进,实施DCS集散控制系统,采取数字技术对生产过程中的温度、压力、流量和液位等工艺参数实行自动调节,并在生产现场安装宏观和微观两级工业电视监控系统,对关键参数设有声光报警和联锁;从采卤、精制、转料、蒸发、干燥到存储整个过程均是自动化操作,大大提高了生产效率和产品质量。

矿山还积极开展新技术工艺的应用[8],主要有以下三方面:(1)在301冷凝水电导率≤45 μS/cm情况下可以直接到除氧器,此外增加301冷凝水可变通到除盐水箱与循环水池管路,并且在管道上安装在线监测电导率表,设置联锁自动控制。冷凝水合格时直接去除氧器,视除氧器水位情况将富余合格的301冷凝水经板式换热器与除盐水换热后来补充循环水池或除盐水箱,补充循环水池还可避免因补深井水造成的管道结垢问题,可节约深井水取水量。(2)实施三厂冷却塔改造。冷却塔改造后,换热效果明显改善,进塔水、出塔水温差提高2～3 ℃,解决了管道泄漏和热水循环池泄漏的环保隐患,改善了厂区环境,同时不用补充深井水,节水效益可观;混合冷凝器抬高后,系统抽真空力度加大,由原来真空低(-0.093～-0.095 MPa)并且不稳定,到真空稳定升高(-0.095～-0.096 MPa),稳定增产效果明显;非高温季节,通过冷却塔风扇变频器调小电流,达到节电效果,在深秋、冬、初春季节,根据系统情况可关闭冷却塔风扇,季节性节电效果明显;改造后2台循环水泵无故障连续运行,只需定期维护保养即可。新冷却塔安装在码头,精制工巡检、操作便捷,同时消除以往因距离远水泵跳停不能及时发现的安全隐患。(3)调整采卤泵方式,确保设备最优化运行。将公司的热水放入新泵房热水池,确保新泵房两台采卤泵(900 kW·h)开足,用老矿区的采卤泵(275 kW·h)来调节我矿的生产,正常运行情况,可比原来少开一台采卤泵(275 kW·h)。通过采卤泵调整使用、管道的更换和井口改造,不仅节约成本,提高经济效益,还保护了环境,带来社会效益。

4.6 企业管理与企业形象

公司创建并奉行“求新、创新、卓越、超越”的企业文化理念,倡导包容、交流、学习、创新、突破、超越的企业精神,推行“引领现代盐业,创造美好生活”的企业文化发展宗旨,履行社会职责,提供卓越产品与服务,创造一流经营业绩,为员工创建美好家园,实现企业与社会、客户、股东、员工和谐发展,共同进步。

矿山积极开展岗位技能培训、职业技能比赛,为广大技术工人提供学技练艺的课堂和展示才能的舞台;鼓励员工利用业余时间参加在职学历教育,有计划地坚持开展各种专题培训、讲座、交流活动,拓宽视野。

自觉履行企业社会责任,出资数十万元支援西顺河镇进行农村路网改造;赞助洪泽水运会10万元;支持西顺河镇牡丹园和烈士陵园改造投入上百万元;从当地招收几十名员工,解决了部分群众就业,进一步促进了矿地和谐。

5 结语

绿色矿山应积极贯彻落实习近平生态文明思想,遵循因矿制宜的原则,实现矿产资源节约集约利用、节能减排、科技创新、企业形象[9]等的统筹兼顾和全面发展。因此,建设绿色矿山是一项长期性战略任务,矿山企业应按照绿色矿山建设规范进行全面规划,明确规划建设目标,落实重点规划领域任务,绿色矿山建设各项工作才能进一步推进,为保护资源环境、带动地方经济发展和维护群众利益做出贡献[10]。