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石墨為媒 構建央地合作鶴崗樣本
2024-09-02 08:59:50 來源:黑龍江日報  作者:崔立東 吳樹江
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極光新聞

  邊坡雷達監測站。

  數字智控中心。

  純電動礦卡換電站。

  選礦工廠。

  造型別致的光伏發電設施。

  五礦石墨雲山石墨礦。

  無人駕駛遙控測試中。

  五礦石墨綠色零碳工業廣場。

  鶴崗石墨資源富集,已探明石墨礦石儲量21.35億噸,佔全國儲量的三分之一,全國天然負極材料用石墨原料約80%來自於這裡。

  2019年,鶴崗市與央企中國五礦聯姻,集約高效開發利用石墨資源,打造『資源+產能+技術+新材料』一體化協同發展的石墨產業鏈,努力將鶴崗建成國家石墨新材料產業集聚區和具有全球競爭力的石墨新材料產業化高地。

  石墨是新能源、新材料、電子信息、航空航天等戰略性新興產業不可或缺的關鍵原材料,被譽為『21世紀支橕高新技術發展的戰略資源』。我國石墨高端新材料制造和研發力量紛紛向資源地聚集,我省也將石墨產業列為工業強省戰略重點發展的千億級產業。

  作為石墨資源大市,鶴崗提早布局,搶佔先機,乘勢而上,將石墨新材料產業打造成為地方經濟發展新的支柱產業,再造了一個『鶴崗工業』,成為我省石墨產業高質量發展的鮮活樣本。

  鶴崗是如何做到的?記者進行了調研采訪。

  樣本1

  整合資源

  打造科學高效利用石墨資源新模式

  8月20日,秋高氣爽,天高雲淡。

  站在雲山石墨礦5G基站平臺處,整個礦區盡收眼底。

  遠處,正在開采的中國五礦集團(黑龍江)石墨產業有限公司(以下簡稱『五礦石墨』)雲山石墨礦,層疊有序,純電動礦卡和裝載機在整個大型露天礦坑的對比下,像玩具車一樣在層疊盤旋的梯形礦道上移動;旁邊的山體斜坡上,披滿了花草,種植了樹木,郁郁蔥蔥,『建設世界一流綠色低碳智能礦山』幾個大字赫然醒目、讓人振奮……

  『每次站到這裡都心曠神怡!』杜玉龍是五礦石墨所屬龍興石墨公司總經理助理兼生產技術部部長,作為大城市來的博士,他已經愛上了這個充滿綠意的『山溝』。

  礦卡是純電動的,挖掘機是遠程遙控的,礦山生產運營是智能化管控的,花草樹木是後期復綠重建的。『綠色低碳智能礦山建設,我們從5年前在做礦山規劃時就已經開始了。』杜玉龍說。

  位於鶴崗市蘿北縣境內的雲山石墨礦,素有『亞洲第一礦』美譽,因其資源集中、儲量大、品位高、適合大規模露天開采。可是,由於歷史原因,該地的石墨資源配置一度出現『小、散、亂』無序開采的局面。完整的礦體被分割為多個礦權和主體,由此帶來了資源浪費、生態惡化、安全隱患突出等大量問題。由於多年來無法實現資源整合,導致大量資源成為『呆礦』,嚴重影響了該地石墨產業的健康發展。

  2019年,中國五礦瞄准發展新能源新材料的機遇,謀劃進入石墨產業賽道,鶴崗成為首選。此時,鶴崗市政府正在積極招商引資,引進龍頭企業整合、開發石墨資源。央地合作,一拍即合。

  中國五礦進駐鶴崗後成立了中國五礦集團(黑龍江)石墨產業有限公司,通過與地方深化合作,創新市場化資源整合模式,與多家原礦權人共同組建國有資本控股的混合所有制企業,成功實現雲山石墨礦資源整合。

  為推進礦山開采向規模化、集約化、智能化、綠色化、安全化發展,五礦石墨創新提出『以碳減碳、以碳治碳』低碳發展新模式,高標准統一規劃開采和開發建設新雲山石墨礦,促使雲山石墨資源開發走上『集中開采,統一供應』道路,徹底解決了『一礦多開、大礦小開』,管理粗放和地區環境承載等問題。

  目前,整合後的雲山石墨礦資源總量超過15億噸,成為全球單體最大的晶質石墨礦。

  『呆礦』變成了富礦!

  『通過混合所有制創新整合模式,破解了困擾地方政府多年的發展難題。』鶴崗市石墨產業發展中心副主任孔萍說,資源整合推動了老礦區全面轉型發展,激發了礦山造血功能,實現了多方合作共贏。其開創的『集中開采,統一供應』的開發模式,不僅提昇了資源開采規模化和集約化水平,還實現了綠色低碳智慧礦山目標,成為科學高效利用石墨資源的樣板。

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  數智賦能

  打造石墨全產業鏈和綠色低碳礦山

  完成資源整合後,五礦石墨依托自身智能化、數字化積累,以『三流』(礦石流、能源流、數據流)為主線,引入雲計算、大數據、人工智能、5G、物聯網等先進信息化、數字化技術,全面開展綠色智能化礦山建設,大幅提高了戰略性礦產資源的保障能力和資源高質化利用水平。

  作為新能源領域的重要原材料,石墨產業正處於行業發展的機遇期,盡快打通全產業鏈,形成產能優勢,打造行業大型龍頭企業,對推動我國石墨產業高質量發展具有引領和示范意義。經過精心謀劃和科學論證,五礦石墨明確了產業發展『路線圖』,即以『打造我國石墨行業龍頭企業、穩固我國石墨產業戰略優勢地位』為指引,以『構建世界一流石墨產業鏈』為目標,高起點高標准規劃、建設集礦石、精粉、球形石墨、高純石墨及負極材料一體化石墨產業鏈。

  『中國五礦集團作為世界500強企業,有著獨特的全產業鏈競爭優勢和實力。』孔萍說,根據規劃,中國五礦將在鶴崗分期建成年產1200萬噸采礦、40萬噸精粉選礦規模,以及與之配套的球形石墨、高純石墨、負極材料和固廢資源等高質化利用項目。項目總投資70億元,達產達效後預計可實現年產值100億元,實現稅收10億元。

  短短5年時間,全球單體資源量、生產規模兩項第一的600萬噸綠色低碳智能石墨礦山全面建成投產,全球單體最大20萬噸精粉選礦項目、10萬噸球形石墨項目陸續建成進入試產階段,10萬噸高純石墨項目及黑龍江石墨提純加工中心在鶴崗市快速建設。

  如今,五礦石墨已成為全球最大的石墨原材料供應商。

  8月20日,在五礦石墨球形石墨生產中試車間,多盤粉碎設備正在進行生產。該設備針對傳統設備粉碎及球化效率較低的問題,設計了不同形式的多層粉碎盤及高濃度的內循環整形機,在提昇球形石墨振實密度等指標的同時,大幅度提高了成品率,整個生產線的回收率也提昇了15%左右。

  記者看到,偌大一個車間中有數十臺多盤粉碎設備,只需一名操作員即可輕松操控。

  走進五礦石墨數字智控中心,眼前的『石墨智慧管控平臺』被龍興石墨公司總經理餘宇星形象地比喻為五礦石墨生產基地的『CPU』。在這裡,通過『一張網、一朵雲、一平臺』即可實時掌握礦區各項運行數據,並實時傳輸至後臺數據庫。借助人工智能對數據進行挖掘和分析,使礦山生產更加科學化、智能化、信息化、安全化。

  坐在數字智控中心,技術人員通過敲打鍵盤和動動鼠標就能指揮現場作業,實現隨時調度和實時數據管控。

  記者采訪當天,紅色字體的『安全運行597天』在智慧管控平臺大屏上閃爍,時刻提示不忘安全生產。

  這幾個字看似簡單,實則是通過一整套龐大的礦山安全生產智能管控系統來支橕的。

  餘宇星解釋說,它的背後是以礦山資源模型、生產數據為基礎,以生產執行、智能調度、智能配礦、視頻在線監控、設備狀態感知、邊坡及尾礦庫監測、氣象監測平臺、無人機雷達測量、無人駕駛等系統為依托,為礦區人員生產和設備運行提供安全生產、智能監控和管理服務。舉個例子,如果礦山邊坡發生位移,傳統測量方法不能實現實時監控,而采用激光雷達監測,就可實現實時監控,位移度精確到毫米,對可能出現的山體滑塌提供精准預警。又如礦山測量,傳統人工測量需要三四天時間,而采用無人機測量一下午就可將礦山每個點的數據測量完成。

  實現現場作業『少人』或『無人』是五礦石墨自成立之初就在持續努力的方向和目標。值得一提的是,已經在雲山石墨礦實施兩年多的極寒條件下純電礦卡無人化技術測試取得階段性成果,挖掘機遠程操控也在逐步應用到生產中,避免了現場作業可能出現的安全事故,保證了作業人員生命安全,不斷提昇礦山本質安全。

  『我們已經在25臺純電礦卡上預留了數控底盤,10臺安裝了線控底盤,隨著測試效果逐漸成熟,在雲山石墨礦實現電動卡車無人駕駛指日可待。』餘宇星說。

  樣本3

  攻堅克難

  打造一流石墨提純加工產業聚集地

  行業專家指出,當前,我國石墨產業發展仍然面臨高質化技術較為落後、精深加工技術不足等關鍵技術亟待突破的問題。產品與技術難以滿足我國戰略性新興產業發展需求,尤其是一些高端產品生產和核心技術仍被少數發達國家壟斷。

  為進一步攻克石墨產業鏈『卡脖子』關鍵技術瓶頸與難題,五礦石墨構建了『技術研發—工程產業化—前沿基礎研究』的科創體系,積極籌建了五礦石墨技術研究院、天然石墨基負極材料聯合實驗室、天然石墨應用技術研發中心、天然石墨應用技術研發中試基地等多個科研平臺。著力構建天然石墨高質化研發和產業化科研『國家隊』,努力打造引領我國石墨產業高質量發展創新的孵化器。

  在國家重點研發計劃項目負責人、五礦石墨董事長王炯輝的帶領下,五礦石墨持續強化科技人纔團隊培養,現已形成一支逾百人的專業化科技人纔團隊,涉及礦產開發、智能化建設、資源綜合利用、材料研發等多個領域。2020年以來,五礦石墨科研團隊依托鶴崗優質晶質石墨資源,聯合國內石墨領域領先科研單位、高校和企業的近百名科研人員,先後承擔了3個國家重點研發專項和2個省重點研發專項課題,並與院士團隊密切合作,通過產業鏈上下游協同攻關,圍繞石墨資源高質化利用開展技術攻關。

  『天然負極材料產業系統性變革以適應新生命周期的過程,本質就是「再技術化過程」。』王炯輝表示,本著『科技創新、產線控制、安全提昇』的發展理念,五礦石墨正在集中力量打造涵蓋石墨資源儲備、采選、球形、高純、負極材料於一體的『資源+產能+技術+新材料』的高質化利用產業鏈,圍繞天然石墨產業的關鍵共性技術難題進行科技攻關。『目前,公司已實現石墨新型工藝路徑提純產線布局,並聯合行業熱工制備企業自主研發出連續式高溫純化爐,已制備出目前可量產的超高純石墨,填補了此類高端碳基材料國內空白。』

  在五礦石墨發展史上,2024年1月28日是一個具有裡程碑意義的日子。這天,五礦石墨連續式高溫純化裝置在鶴崗市石墨高質化利用產業園正式啟動運行,這臺裝置可快速將石墨純度提昇至『四個九』(99.99%)以上,這標志著我國石墨高溫純化技術取得重大突破,極大提昇了石墨產業的國際競爭力。

  8月21日,在鶴崗石墨高質化利用產業園高溫提純車間,記者見到了五礦石墨連續式高溫純化爐,這臺裝置長約30米,直徑約3米,分為昇溫、高溫、降溫三段,像一個巨大的套娃橫臥在高溫車間內,被稱為提純『神器』。

  石墨可耐受3650℃高溫,而這臺裝置的工作溫度可達2850℃以上,這樣的高溫能讓絕大部分雜質氣化,使石墨快速達到一個很高的純度,石墨經提純後的應用范圍更廣,附加值也更高。特別是在核能、半導體和航空航天等領域應用廣泛,是我國高新技術領域的關鍵原材料。

  目前,鶴崗市依托石墨資源、產業優勢,與五礦石墨的人纔、技術、研發和全產業鏈等優勢相結合,在當前鶴崗石墨高質化利用園區已建成的五礦石墨提純產能和相關基礎設施配套的基礎上,全力打造國內產能規模最大、綜合成本最具優勢、綠色低碳環保、提純產品豐富的一流石墨提純加工產業聚集地。

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  以碳減碳

  打造零碳石墨產業示范區

  當綠色低碳成為全球共識,『碳達峰』『碳中和』成為國家戰略,五礦石墨秉持綠色低碳開發和節能環保原則,順勢而為,應用分布式可再生資源,建立多能互補體系,實施『風光荷儲一體化』能源轉型方案,實現零碳能源供給,降低碳使用和碳排放,以『零碳生產』為願景,在雲山石墨礦打造了零碳石墨產業園示范區,用『以碳減碳』路徑實現低碳可持續發展新模式。

  記者實地感受了『綠色低碳』理念在雲山石墨礦區各處的應用場景。

  在雲山石墨礦,牆體、樓頂、休閑廣場,隨處可見『風光荷儲一體化』利用場景,一些光伏發電設施造型優美、別致,充滿藝術氣息。

  綠色零碳工業廣場是五礦石墨著力打造『零碳』能源循環系統的地方,通過充分利用蘿北縣優勢的風、光等清潔能源,五礦石墨在礦區內布設了多處風能和光伏發電設施,提高礦山清潔能源應用場景。就連公司的辦公樓外層都是特制的光伏玻璃外牆,辦公樓的內部保溫層用的也是通過自主研發、利用石墨固廢材料制成的新型保溫材料。

  綠色還體現在節能降耗上。

  隨著『碳達峰』『碳中和』目標的推進,越來越多的電動工程機械被投入到礦山生產中,隨之而來的電損和充電問題如何解決?

  雲山石墨礦地處嚴寒地區,冬季最低溫度可達零下40℃,電動卡車電損和充電成為焦點問題。

  『雲山石墨礦目前使用的全部是純電動礦卡,我們的礦卡使用的是換電技術,並通過合理的路線設計,實現了超低能耗運行。』杜玉龍說。

  怎麼做到的?

  五礦石墨針對高緯度極寒條件電氣化運輸難題,聯合多家企業攻克相關技術,通過重載電卡換電技術、5G通訊技術和新能源補能技術實現運輸車輛低碳作業,並結合重載過程中的重力勢能回饋和空載返程途中換電補充,合理分配電池使用時間和優化運輸路徑,大幅提昇了能源使用效率,降低了運輸系統能耗,實現了純電動礦卡在高寒地區的高效平穩運行,保證了采礦運輸電動化。『通過使用純電動礦卡,我們每年可以減少碳排放2000噸以上!』杜玉龍說。

  在作業現場,電動礦卡的作業場景主要以重載下坡、空載上坡工況為主,在空載上坡時,電動礦卡僅需帶動空車上山,大部分電能轉化為車輛的重力勢能;滿載下坡時,車輛的重力勢能轉化為動能,帶動主電機發電,同時將動能轉化為電能存儲在電池中,在空載上坡時將重載下坡時回收的電能消耗掉。

  為將雲山石墨礦打造成為綠色低碳礦山,五礦石墨邊開采邊復墾,實施礦山修復、覆土植被、綠化景觀、整形復墾工程建設。目前,累計復墾面積超25萬平方米。

  同時,針對石墨礦開采加工過程中產生的廢石、尾礦、球形石墨尾料等多源固廢,開展石墨固廢循環利用,碳匯作用與固碳能力大幅提高,開采過程碳排放大量減少,解決了長期以來制約蘿北石墨產業可持續發展的環境承載能力不足問題。

  如今的雲山石墨礦已今非昔比,空氣清新、綠樹成蔭,零碳石墨產業園願景正在成為現實,一個新雲山石墨礦已展現在世人面前。

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  以商招商

  打造石墨新材料產業高地

  五礦石墨給鶴崗帶來了什麼?

  『五礦石墨的加入給鶴崗的經濟和社會發展帶來了諸多積極影響。』孔萍對這個問題進行了詳細解答。首先,五礦石墨項目已經成為鶴崗城市轉型發展的重要動力,推動了當地產業結構優化昇級。『鶴崗原本是一個以煤炭為主的資源型城市,在煤炭資源逐漸枯竭的背景下,五礦石墨的引入為鶴崗地方經濟注入了新活力。』此外,五礦石墨不僅帶來了資本和技術,還通過深化央地合作和推動國企改革,成功實現了資源整合,為鶴崗打造了高質量的產業發展動力源。

  目前,鶴崗市的石墨產業已經成為僅次於煤炭的第二大產業,五礦石墨的加入進一步推動了這一發展趨勢,其龍頭帶動效應使鶴崗的石墨產業進一步壯大,吸引了更多的資金和技術介入。

  同時,鶴崗對五礦石墨的發展全力扶持,努力給企業創造更大更寬廣的發展空間和最優良的發展環境,全心全意為企業提供『保姆式』服務。

  鶴崗副市長高健告訴記者,鶴崗市通過多方面的政策支持、產業集聚、科技創新、項目建設和人纔培養,為五礦石墨發展提供了全方位保障。這些措施不僅推動了五礦石墨在鶴崗的順利發展,也為鶴崗市的經濟轉型和高質量發展提供了強勁動力。

  據了解,近年來,省委省政府高度重視石墨新材料產業發展,努力打造千億級石墨產業集群目標。鶴崗市政府高度重視石墨產業,將其視為城市轉型和經濟高質量發展的關鍵。市政府通過一系列的政策傾斜,成立五礦石墨專班,根據項目需要不定期召開專班會議,研究協調解決五礦石墨產業項目落地中的相關問題,開闢審批綠色通道等,保障了五礦石墨項目的順利推進。在項目建設過程中,鶴崗市政府先後幫助協調解決了20餘個難點問題,並為項目配套建設了碳基材料產業基地、石墨園區污廢水處理廠、道路、供水等基礎設施,為項目順利投產奠定堅實基礎。

  高健介紹,為了充分發揮石墨資源的優勢,鶴崗市積極推動產業集聚,著力打造黑龍江省石墨提純加工中心。以五礦石墨一體化項目為核心,鶴崗市政府通過『以商招商』和『專項招商』的方式,吸引了更多的石墨深加工項目,這種產業集聚效應,不僅提高了資源利用率,還促進了上下游產業鏈的完善,為石墨產業的持續發展提供了源源不斷的動力。

  『市政府將五礦石墨項目作為鶴崗工業振興的重要支橕。』高健說,通過推動以五礦石墨為代表的項目建設,帶動全市工業投資和制造業投資的快速增長,目前,全市已有規模以上企業166戶。在五礦石墨龍頭企業吸引帶動下,一批有行業影響力的企業入駐,形成了多條石墨深加工鏈條。目前,鶴崗市石墨企業已達37家,形成了年開采礦石650萬噸,生產石墨精粉110萬噸,負極材料、高純石墨、膨脹石墨、石墨紙、石墨烯粉體、石墨烯潤滑油等深加工制品45萬噸的產能。

  高健表示,下一步,鶴崗市委市政府將持續推動石墨新材料產業成為城市轉型發展的支柱產業和重要支橕,加速調整產業結構,著力轉變經濟發展方式,將繼續全力、全情投入,支持以五礦石墨為龍頭的石墨產業加快研發、加快突破、加快發展,充分發揮資金、技術、市場優勢,在智能制造、新能源、新材料等方面,推進雙方多業態、全方位合作,把石墨產業打造成百億級產業。

  未來,鶴崗將緊緊圍繞省委『4567』現代化產業體系建設要求,努力將鶴崗建成國家石墨新材料產業集聚區和具有全球競爭力的石墨新材料產業化高地,不斷提昇石墨新材料產業支橕作用,再造一個『鶴崗工業』。

責任編輯:遲灝
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