為了喚醒沉睡的資源
——中國地質(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3500萬元……”4月21日，在全國礦產(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篩選法分選工藝，實(shí)現(xiàn)了鐵精礦粗細(xì)分級精選，得到了與會代表的充分肯定。
　　而這只不過是中國地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所（下簡稱“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)理過程研究
　　據(jù)了解，我國貧、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天日，成為一道繞不過去的坎兒。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)域帶來了巨大的工藝變革。多年來，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，磁團(tuán)聚效應(yīng)在實(shí)際生產(chǎn)過程中有利也有弊，在以水為介質(zhì)的分選過程中，細(xì)粒磁鐵礦顆粒如果沒有磁團(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、過濾作業(yè)中，由于磁團(tuán)聚的存在，造成分級效率低下、過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力直接吸引，造成精礦對連生體夾雜嚴(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)無法解決的脈石夾雜問題，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)化分級過程。
　　1994年，鄭州綜合所開始研究新一代以磁團(tuán)聚為基礎(chǔ)的分選方法——磁場篩選法。磁場篩選法的分選過程是在水介質(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)過分析研究還將其應(yīng)用于磁性物的旋流分級領(lǐng)域，通過外加磁場的作用使磁鐵礦形成較原粒級大數(shù)倍的磁團(tuán)聚體，在離心力場中由于團(tuán)聚體的粒度組成及比重的差異最終形成旋流分級及旋流重選，通過磁團(tuán)聚效應(yīng)強(qiáng)化了對磁性鐵礦物的回收。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)評價(jià)調(diào)查項(xiàng)目。

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