為了喚醒沉睡的資源
——中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所破解難選磁鐵礦分選瓶頸紀(jì)實(shí)

　　“礦區(qū)內(nèi)品位低于15%的2000萬(wàn)噸難選礦資源得到了充分合理利用，生產(chǎn)能力提高了5%~30%，帶動(dòng)資源綜合利用率提高了10%，選礦回收率達(dá)85%，年增經(jīng)濟(jì)效益3500萬(wàn)元……”4月21日，在全國(guó)礦產(chǎn)資源節(jié)約與綜合利用先進(jìn)適用技術(shù)推廣應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)上，作為2012年度礦產(chǎn)資源節(jié)約與綜合利用先進(jìn)適用技術(shù)推廣項(xiàng)目，紫金礦業(yè)新疆金寶礦業(yè)有限公司鐵礦選廠所采用的磁場(chǎng)篩選法分選工藝，實(shí)現(xiàn)了鐵精礦粗細(xì)分級(jí)精選，得到了與會(huì)代表的充分肯定。
　　而這只不過(guò)是中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所（下簡(jiǎn)稱“鄭州綜合所”）磁團(tuán)聚技術(shù)研發(fā)課題組，在復(fù)雜、細(xì)粒、難選磁鐵礦分選設(shè)備研發(fā)中的成功案例之一。

　　搞研發(fā)，深化分選機(jī)理過(guò)程研究
　　據(jù)了解，我國(guó)貧、細(xì)、雜難選磁鐵礦資源量上百億噸。如何讓這部分資源重見(jiàn)天日，成為一道繞不過(guò)去的坎兒。而磁團(tuán)聚理論及在此理論上衍生的系列分選設(shè)備給磁鐵礦的分選領(lǐng)域帶來(lái)了巨大的工藝變革。多年來(lái)，鄭州綜合所磁團(tuán)聚技術(shù)研發(fā)課題組圍繞這一難題進(jìn)行了潛心攻關(guān)。
　　“新型設(shè)備的研發(fā)，其分選機(jī)理的先進(jìn)性和實(shí)用性至關(guān)重要。而在磁鐵礦分選過(guò)程中，磁鐵礦團(tuán)聚現(xiàn)象是經(jīng)常存在的。”畢業(yè)于武漢理工大學(xué)礦物加工專業(yè)的選冶裝備研究室主任張穎新介紹說(shuō)，磁團(tuán)聚效應(yīng)在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中有利也有弊，在以水為介質(zhì)的分選過(guò)程中，細(xì)粒磁鐵礦顆粒如果沒(méi)有磁團(tuán)聚的影響將被礦漿帶走，進(jìn)而影響鐵礦物的回收率，導(dǎo)致金屬流失；而在分級(jí)、過(guò)濾作業(yè)中，由于磁團(tuán)聚的存在，造成分級(jí)效率低下、過(guò)濾精礦中含水偏高等。
　　事實(shí)上，早在1978年，當(dāng)時(shí)的鄭州綜合所王成學(xué)教授在鄂西鮞狀赤鐵礦選礦攻關(guān)中發(fā)現(xiàn)，采用傳統(tǒng)磁選法由于受分選原理所限，磁性物的富集受磁場(chǎng)力直接吸引，造成精礦對(duì)連生體夾雜嚴(yán)重，影響了精礦質(zhì)量。要提高精礦品位就必須細(xì)磨至連生體解離為止，這樣做精礦質(zhì)量是上去了，可是產(chǎn)量又下來(lái)了。
　　為攻克這道難關(guān)，王成學(xué)突破傳統(tǒng)磁選法中磁性物的富集必須使磁場(chǎng)力大于重力與其他阻力合力的理論框架，首次提出一種能夠不受磁場(chǎng)力直接引力而富集的磁性分離方法，即磁團(tuán)聚重選法。新方法由于能有效排除連生體，可以在粗磨情況下，將嵌布較粗的已解離的磁鐵礦及早轉(zhuǎn)入精礦，從而達(dá)到優(yōu)質(zhì)、增產(chǎn)的效果，這是選礦領(lǐng)域的重大突破。
　　上世紀(jì)80年代中期，他帶領(lǐng)課題組與首鋼礦業(yè)公司成功研制磁團(tuán)聚重力選礦機(jī)，并于1985年底在首鋼大石河、水廠兩個(gè)選礦廠22個(gè)選礦系列全面推廣磁團(tuán)聚重選新工藝。因此，該項(xiàng)技術(shù)獲得國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。以磁團(tuán)聚為理論基礎(chǔ)的分選設(shè)備引起了我國(guó)磁鐵礦分選領(lǐng)域一次大規(guī)模的工藝變革，該類設(shè)備解決了弱磁筒式磁選機(jī)無(wú)法解決的脈石夾雜問(wèn)題，大大提高了磁鐵礦精礦品位和鐵元素的回收率。而磁團(tuán)聚重力選礦機(jī)是由磁團(tuán)聚理論衍生的第一代產(chǎn)品，在此基礎(chǔ)上以“團(tuán)聚-分散-團(tuán)聚”的分選過(guò)程衍生了磁選柱、磁選環(huán)柱、電磁螺旋柱和電磁淘洗機(jī)等，以上均是在水介質(zhì)環(huán)境中的團(tuán)聚后流態(tài)化分級(jí)過(guò)程。
　　1994年，鄭州綜合所開(kāi)始研究新一代以磁團(tuán)聚為基礎(chǔ)的分選方法——磁場(chǎng)篩選法。磁場(chǎng)篩選法的分選過(guò)程是在水介質(zhì)環(huán)境中的團(tuán)聚后篩分選別，其分選原理更為先進(jìn)。利用磁團(tuán)聚基礎(chǔ)理論，鄭州綜合所磁團(tuán)聚技術(shù)研發(fā)課題組經(jīng)過(guò)分析研究還將其應(yīng)用于磁性物的旋流分級(jí)領(lǐng)域，通過(guò)外加磁場(chǎng)的作用使磁鐵礦形成較原粒級(jí)大數(shù)倍的磁團(tuán)聚體，在離心力場(chǎng)中由于團(tuán)聚體的粒度組成及比重的差異最終形成旋流分級(jí)及旋流重選，通過(guò)磁團(tuán)聚效應(yīng)強(qiáng)化了對(duì)磁性鐵礦物的回收。該項(xiàng)技術(shù)的實(shí)施也為磁鐵礦粗選分級(jí)作業(yè)提供了更為高效的裝備，目前該技術(shù)已被列入地質(zhì)礦產(chǎn)評(píng)價(jià)調(diào)查項(xiàng)目。

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