磷矿浮选工艺优化评价指标体系构建研究

时间：2024-07-28

张浩朱洪瑞

（华北理工大学建筑工程学院）

目前,全球磷矿资源储量丰富，但是磷矿资源的分布和产量却极不均衡。根据美国地质调查局2020年1月《矿产品商品摘要》统计数据，全球磷矿资源储量690 亿t［1］。虽然我国储量排名世界第2，约占世界储量的4.8%，但我国磷矿资源中高品位资源较少，主要以中低品位资源为主［2］。我国华北地区磷矿资源匮乏，磷矿石品位较低，且主要以小型矿山企业生产磷精粉为主，技术能力低，环保及社会压力大，磷矿浮选工艺优化是资源与环境领域亟待解决的问题，是磷矿山行业和化工行业实现“双碳”目标的关键途径，更是实现绿色矿山的必经之路。目前，因为诸多浮选工艺缺陷造成生产困难，产品质量不合格，经济效益、环境效益、社会效益偏低［3］。因此，针对浮选过程中的浓度、粒级组成、药剂制度等磷矿浮选工艺优化势在必行。我国大部分企业在磷矿浮选工艺优化过程中，只有构建科学的评价指标体系，才能科学地评估磷矿浮选工艺优化的合理性，为工艺优化的筛选、优化实施效果的评估提供有效参考。同时，磷矿工艺优化评价指标体系的建立，可以明确优化过程中的内容及目的，使磷矿浮选工艺优化由抽象概念转变成直观的可操作内容，实现过程优化和目的控制结合，进而推进我国磷矿浮选工艺优化的普及和深入实践［4］。

通过矿物加工工程、经济领域、环境保护、社会影响等多个领域相互结合，收集大量磷矿浮选工艺优化及评价指标资料，通过流程图法、分解分析法、风险专家调查列举法、文献阅读法及归纳总结法等分析总结出构建磷矿浮选工艺优化指标体系的特点、功能、选取原则及构建步骤，并构建出了磷矿浮选工艺优化指标体系。该指标体系能够全面描述磷矿浮选工艺特点及影响，能够获得科学且客观的评价结果，并能进一步指导后续工艺优化方案。

1 磷矿浮选工艺优化评价指标体系的特点和功能

评价指标是评价对象的具体体现，是考核、评估、比较评价对象最终效果的统计指标，由指标名称和指标数值两部分组成。指标名称是对评价对象的特征描述，指标数值是评价对象的量化描述。评价对象一般需要多项特征描述才能客观表述，所以需要多项指标综合描述。通过科学的理论基础，形成具有内在联系的能够全面描述评价对象的指标集合，称之为指标体系。

1.1 评价指标体系的特点

磷矿浮选工艺综合评价指标体系是以矿物加工工程、绿色矿山、循环经济、环境保护、安全生产等为理论依据，通过科学方法，对企业磷矿浮选工艺的优化工程取得的效益进行全面、系统地记录、核算、统计，能够最终进行综合评价的一系列指标的集合。

磷矿浮选工艺优化评价指标体系不但具有一般性评价指标体系的特征，同时，也具有其自身所特有的属性［5-7］。

（1）系统性。磷矿浮选工艺优化是一个复杂的系统工程，由磨矿分级、隔渣浓缩、脱泥、浮选控制、水电配合等工艺段组成，各个工艺段相互配合、相互制约，共同运行形成磷矿浮选生产的基础。评价指标体系是复杂多指标的集合，只有从系统角度对评价对象的浮选生产、环境效益、经济效益和社会效益等方面综合考察，才能获得科学的评价结果。

（2）丰富性。磷矿浮选工艺优化的评价涉及环境、经济、社会、生态等诸多方面，所以评价指标体系中各个指标的选取、设定需要收集大量的信息，丰富整个指标体系。涉及环境、矿业、社会、政策等内容，从而形成跨学科、多领域融合的丰富性数据集合。

（3）变动性。磷矿浮选工艺不是一成不变的，而是随着科技的发展不断发展，对应的综合评价系统也是不断发展变化的。而且磷矿浮选理论、技术、设备等处在不断丰富发展之中，优化工艺对生产、经济、环境、社会的影响程度也在发生变动，相对应的评价指标体系也会不断产生新的认识。因此，评价指标体系应处在一种定时更新的变动状态，随着理论更新、社会发展、技术进步而变动。

（4）特殊性。磷矿浮选工艺优化评价与一般性评价有相同之处，但更多的是其特殊性。磷矿浮选工艺有其特殊性，所以评价对象体系必然具有一些独特指标。比如其对药剂的消耗指标、回收率的选取指标等更具其特殊性，一些指标的选取包括权重分配均有所不同。

1.2 评价指标体系的功能

磷矿浮选工艺优化综合评价指标体系能够简洁地表达评价对象各方面的信息，信息包括评价指标对应的精矿品位、尾矿品位、回收率、稳定性、环境影响程度、科技示范效益、行业推动能力等。通过掌握上述信息，工艺优化部门可以准确地了解自身的生产现状和工艺瓶颈，从而制定科学有效的优化方案。企业、行业、政府、社会等相关机构可以更加清晰地了解磷矿浮选工艺的具体情况，并形成客观结果，得出科学结论，为制定相关规定、标准、政策等提供合理依据［8-9］。因此，相应的综合评价指标体系应具有以下功能。

（1）信息汇总。评价指标体系的主要功能是汇总有关评价对象的信息，如浮选生产指标、环境保护、经济效益、社会影响等。通过汇总的信息，评价指标体系能够表达磷矿浮选工艺在生产、经济、环境、社会等方面的具体状态。

（2）客观解释功能。根据评价对象的现状、评价指标的信息，从整体上对工艺优化取得的总效益做出客观分析；评价指标体系可以分析磷矿工艺优化的实施效果、影响程度等，进行客观解释判断；通过评价指标的构建过程，解释工艺优化对企业、行业、社会的影响等。

（3）监测预判功能。利用综合评价指标体系，可以持续对磷矿浮选工艺中出现的问题及时监控、预测，从而为政策制定和决策提供科学依据。同时，还可以预测未来发展过程中可能出现的问题，通过采取对策，及时纠正磷矿工艺生产的方向。

2 磷矿浮选工艺优化评价指标体系的选取原则

构建指标体系不仅能够体现企业的管理水平，行业的发展程度，也能体现社会、经济等领域内该工艺优化的影响。磷矿浮选工艺优化评价指标体系的建立应当注意合理性和简洁性，由于磷矿浮选生产涵盖了磨矿分级、隔渣浓缩、药剂制度、浮选操作、水电消耗、环境影响、社会效益等方面，因此，磷矿浮选工艺优化评价指标体系的制定应当遵循以下原则。

（1）定量定性结合。最终的评价结果需要建立数学模型来实现，构建数学模型需要可量化的指标数据。所以在构建评价指标过程中，尽可能选取可量化的指标，才能确保评价结果的科学性。但是，评价指标是复杂而内在联系密切的，对于不能量化的指标，就要采用定性指标。在对评价指标无法定量化时，例如在对磷矿工艺优化进行评价时，安全优化程度与社会效益中的岗位工作舒适度通常用模糊文字描述，如“很好”“较好”“好”“较差”“很差”等。

（2）可操作性原则。评价指标要抓住重点和关键环节，取得评价指标需要具有可比性和可运算性，能够突出评价重点，组织结构清晰。在操作过程中，指标名称应简明扼要，用于反映指标特征的数据收集应可靠、便于操作，指标的计算方法应尽可能简单和便于计算。

（3）典型性原则。评价指标需要有较强的代表性，且能客观充分地反映工艺优化的优劣性，既能体现其先进性，也能表现出其欠缺的方面，保证评价判断结果的真实性、客观性和完整性。客观、准确地反映评价内容的主要特征，就需要评价指标具有典型性，不能过于繁杂或缺乏。指标过于繁杂，容易引起指标之间的相互影响、排斥；指标过于缺乏，缺乏客观反映评价体系的信息，将造成评价指标体系的不完整，导致评价结果片面。

3 磷矿浮选工艺优化评价指标体系的构建

构建科学的评价指标体系是磷矿浮选工艺优化工作的重要组成部分。基于指标体系才能获得科学、客观的评价结果，最终能够更加合理地指导工艺优化工作。构建评价指标体系需要经过以下4个步骤。

（1）调查阶段。在构建综合评价指标体系之前，对磷矿浮选工艺优化进行系统性学习、调查及理解，尤其是磨矿分级、隔渣浓缩、药剂制度等优化的作用对整个浮选工艺的影响。必须较为深入的研究学习、调查，才能对工艺优化，从社会科学、经济效益、环境影响等方面理解工艺的作用。

（2）初选构建。以综合评价的目的作为基础，根据指标体系构建的原则，结合指标体系及评价对象的特点，对评价指标进行初步选择及构建。查阅国内外已有的统计数据、统计指标和统计信息，走访周边企业调查磷矿浮选工艺参数。通过科学合理的统计分析、咨询相关专家的意见等手段，初步描述指标特征。在初步描述过程中应注意定量、定性指标的区别及单位等。

（3）补充完善。通过不断完善初步构建的指标体系，根据实际情况、专家意见、国内外案例等提高综合评价指标的科学性、合理性和实用性，并在不断完善的过程中检查指标是否存在冗余或错误，进行合理地删减，提高评价指标的典型性。

（4）统计建立。经过不断完善的综合评价指标，通过分析、筛选，确定相互之间的结构关系，并根据之间的关系分类统计，统计各项指标的最终数值、单位，详细介绍指标释义，按照相关格式统计建立磷矿浮选工艺优化评价指标体系。

通过上述关于评级指标体系的特征、构建原则及构建步骤，结合磷矿生产企业的相关工艺、环境保护、市场要求、经济效益、社会效益等，构建出磷矿浮选工艺优化评价指标体系，见表1。