“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(chēng)“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(zhuān)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(lèi)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。 　　拓市場(chǎng)，強(qiáng)化創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)開(kāi)拓新領(lǐng)域 　　早期，磁鐵礦精選作業(yè)多采用弱磁選設(shè)備提高鐵精礦品位。該方法經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境污染又小。而要獲得高品位、高質(zhì)量的鐵精礦，采用常規(guī)的弱磁選設(shè)備分選已難以滿(mǎn)足工業(yè)要求，對(duì)于磁鐵礦高效精選設(shè)備的研發(fā)，無(wú)論從結(jié)構(gòu)性能及分選效果等方面要求都較高。 　　2000年以來(lái)，在國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目、地質(zhì)大調(diào)查項(xiàng)目、河南省重大科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目等一系列政府項(xiàng)目資金的支持下，鄭州綜合所磁團(tuán)聚技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)不斷創(chuàng)新實(shí)踐，取得了磁場(chǎng)篩選法重大科技成果，利用該項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)研發(fā)出工業(yè)化設(shè)備——磁場(chǎng)篩選機(jī)。 　　該設(shè)備是鄭州綜合所繼第一批專(zhuān)利技術(shù)磁團(tuán)聚重選工藝后在磁鐵礦選礦領(lǐng)域的新進(jìn)展。磁場(chǎng)篩選法全面豐富了“磁團(tuán)聚分選”理論，使物理手段下（相對(duì)與浮選等處理方法）磁鐵礦的分選理論、分選工藝和分選指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。 　　2003年工業(yè)設(shè)備定型以后，目前已在國(guó)內(nèi)外礦山推廣應(yīng)用60余臺(tái)。與同類(lèi)磁鐵礦精選技術(shù)相比，磁篩技術(shù)節(jié)水達(dá)50%以上，其適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)鐵礦石水循環(huán)利用率的提高意義重大。目前，該項(xiàng)成果獲國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利1項(xiàng)，實(shí)用新型專(zhuān)利1項(xiàng)，發(fā)表論文10余篇。 　　近年來(lái)，磁團(tuán)聚技術(shù)研發(fā)課題組在原有磁團(tuán)聚重選設(shè)備和磁場(chǎng)篩選機(jī)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了百余次實(shí)驗(yàn)研究和探索，目前正在研制以“動(dòng)態(tài)”篩分分選的磁場(chǎng)分選設(shè)備。該所主持該項(xiàng)新技術(shù)攻關(guān)的選冶裝備研究室主任張穎新表示：“該設(shè)備的定型與應(yīng)用將為鐵礦領(lǐng)域提供更高、處理量更大、占地面積更小、更加節(jié)水、更大適應(yīng)范圍的弱磁精選設(shè)備，該項(xiàng)目已被列入2013年地質(zhì)礦產(chǎn)評(píng)價(jià)調(diào)查項(xiàng)目。” 　　另一方面，針對(duì)細(xì)粒磁鐵礦的干式分選工藝，鄭州綜合所磁團(tuán)聚技術(shù)研發(fā)課題組也進(jìn)行了多組試驗(yàn)研究，對(duì)以空氣為介質(zhì)的細(xì)粒磁鐵礦分選裝備設(shè)計(jì)和研發(fā)，將改變以水為介質(zhì)的分選工藝。這將為西部缺水及嚴(yán)寒地區(qū)提供更為科學(xué)合理的分選工藝，盤(pán)活當(dāng)?shù)氐拇盆F礦資源。 　　出效益，轉(zhuǎn)化科研成果實(shí)現(xiàn)多方共贏 　　先進(jìn)的技術(shù)工藝及設(shè)備不僅可盤(pán)活相關(guān)鐵礦資源量，還可生產(chǎn)高純鐵精粉用于粉末冶金、磁性材料等，在為礦山企業(yè)創(chuàng)造可觀效益的同時(shí)，在節(jié)水節(jié)能領(lǐng)域更是大有可為。 　　“目前，利用磁場(chǎng)篩選法專(zhuān)利技術(shù)開(kāi)發(fā)的工業(yè)化設(shè)備——磁場(chǎng)篩選機(jī)設(shè)備已在國(guó)內(nèi)多家大型礦山企業(yè)得到應(yīng)用，礦山裝備水平及經(jīng)濟(jì)效益得到大幅度提高，提高了鐵礦山產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。”長(zhǎng)期致力于磁場(chǎng)篩選技術(shù)研究的課題組組長(zhǎng)王建業(yè)表示。 　　此言非虛。紫金礦業(yè)新疆金寶礦業(yè)公司鐵礦選廠投資4200萬(wàn)元，建設(shè)年處理原礦80萬(wàn)噸的生產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)鐵精礦粗細(xì)分級(jí)精選，采用磁場(chǎng)篩選機(jī)CSX-III型13臺(tái)，生產(chǎn)出細(xì)粒鐵精礦品位達(dá)69%和粗粒級(jí)鐵精礦品位達(dá)66%的兩種品級(jí)精礦。新疆金寶礦業(yè)公司選廠的一位負(fù)責(zé)人曾感觸頗深地說(shuō)：“通過(guò)2007年~2010年三期磁篩工藝技改工程，原礦區(qū)內(nèi)品位低于15%的鐵礦資源加上高含石榴石的難選礦資源，合計(jì)2000萬(wàn)噸資源得到了充分合理利用。同時(shí)，提高了生產(chǎn)能力，每噸鐵精礦耗水比同類(lèi)設(shè)備節(jié)水50%以上，資源綜合利用率、選礦回收率等都明顯提高，投資回收期1.2年。”      　　武鋼礦業(yè)公司大冶鐵礦選礦廠投資9934萬(wàn)元，對(duì)老選廠年處理原礦260萬(wàn)噸、年產(chǎn)鐵精礦120萬(wàn)噸生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造后，選廠鐵回收率由75%提高至80%，設(shè)備的大型化和高效精選技術(shù)使當(dāng)?shù)刂辽?500萬(wàn)噸難選低品位鐵礦資源得到合理利用，年增經(jīng)濟(jì)效益4148萬(wàn)元。 　　特別值得一提的是，中冶集團(tuán)阿根廷礦業(yè)有限公司的希拉格蘭德鐵礦，經(jīng)鄭州綜合所磁團(tuán)聚研發(fā)課題組在實(shí)驗(yàn)室對(duì)該礦采用磁場(chǎng)篩選機(jī)進(jìn)行磁鐵礦脫磷精選，鐵精礦磷含量由0.4%降至0.2%以下，可替代常規(guī)浮選脫磷工藝，大大降低了對(duì)環(huán)境的污染，且能簡(jiǎn)化工藝，節(jié)能降耗。 　　“當(dāng)前，我國(guó)80%的磁鐵礦類(lèi)鐵礦山仍在采用細(xì)篩——弱磁選工藝，如果將這些礦山采用磁篩技術(shù)進(jìn)行工藝改造，不僅能使我國(guó)鐵精粉全鐵品位指標(biāo)提高2個(gè)百分點(diǎn)以上，還能釋放出約9%的產(chǎn)能。”張穎新最后向記者表示，“加上磁篩技術(shù)節(jié)水、節(jié)能、無(wú)污染等特點(diǎn)，對(duì)降低下游鋼鐵冶金行業(yè)焦比、渣比，建設(shè)生態(tài)文明意義重大，技術(shù)成果的推廣和應(yīng)用價(jià)值巨大。”